混凝土中钢筋的腐蚀与缓蚀防护

《混凝土中钢筋的腐蚀与缓蚀防护》由会员上传分享，免费在线阅读，更多相关内容在学术论文-天天文库。

1、第41卷增刊2008年6月材料保护MaterialsProtection901．41SupplementJan．2008混凝土中钢筋的腐蚀与缓蚀防护冯丽娟。杨怀玉．王福会(中科院金属研究所金属腐蚀与防护国家重点实验室，辽宁沈阳l10016)[摘要]概述了混凝土中钢筋腐蚀的危害、基本腐蚀过程，分析了影响腐蚀的关键因素，探讨了有关缓蚀剂技术在混凝土防护中的应用及未来的发展趋势。[关键词]钢筋腐蚀；缓蚀荆；混凝土结构[中图分类号】TGl74．42[文献标识码】A[文章编号]1001—1560(2008)06(增刊)-

2、0205一060前言钢筋混凝土因其坚固耐用、价格低廉等特点在多种行业得到广泛应用¨一J。然而由于混凝土中钢筋的腐蚀所造成的建筑构件失效却越来越普遍，所造成的腐蚀损失也触目惊心。据报道，2002年在对美国5个产业部门的腐蚀损失统计中【5】，与钢筋混凝土结构相关的腐蚀损失就高达700亿美形a，仅公路桥梁的腐蚀损失达每年83亿美元。在美国57．5万座钢筋混凝土桥梁中，已有一半以上出现钢筋腐蚀问题，其中有的甚至使用不到20a【6】，为此每年所付出的维修费用高达200亿美元。欧洲1996年修复高速公路及海滩建筑的费用也约

3、10亿欧影a，还不包括因腐蚀造成的建筑结构完全破坏的损失【7j。日本在对103座混凝土海港码头调查后发现，使用20a以上的混凝土结构均存在明显的顺筋开裂现象。挪威对700座港口混凝土结构调查表明，浪溅区20％的梁板因腐蚀而遭到严重破损；沙特阿拉伯海滨地区42座混凝土构件耐久性调查表明，74％的结构都存在严重的钢筋腐蚀破坏现象。在我国，1978年的一项调查表明，正常服役环境下约40％的工业、民用建筑中的混凝土结构已碳化到钢筋表面，而处在潮湿环境条件下的混凝土构件，约90％已存在锈蚀问题HJ。海港码头一般使用10a

4、左右就因钢筋腐蚀而导致混凝土结构开裂和剥落。据统计，在我国23万座桥梁中已有5000多座危桥。2002年中国工程院《中国工业与自然环境腐蚀问题的调查与对策》咨询报告中就预计p】，我国每年因钢筋混凝土腐蚀造成的经[收稿日期]2008—04—23[基金项目]国家科技支撑计划项目(2007BAB03-3)济损失高达1000亿元。钢筋混凝土的腐蚀不仅造成巨大的经济损失，而且还严重影响人民生命、财产的安全，造成大量的资源浪费和严重的环境污染等问题。因此，解决钢筋在混凝土中的腐蚀与保护问题，实现钢筋／混凝土结构的高性能和耐

5、久性，已成为一个亟待解决的技术问题。1钢筋混凝土结构的腐蚀破坏过程1．1钢筋混凝土结构的腐蚀失效过程钢筋混凝土结构的腐蚀主要是钢筋的锈蚀。通常情况下，在混凝土高碱性环境中钢筋的表面因铁的氧化可形成一层保护性钝化膜，这种钝化膜可有效防止氧化性物质与内部金属结构发生作用，从而使钢筋处于相对比较稳定的状态。但是由于环境的变化，这层钝化膜的保护性能往往会遭到严重破坏，而使其保护性能降低，最终导致钢筋的腐蚀。钢筋腐蚀混凝土构件失效大致分三个阶段H0‘131：(1)钢筋腐蚀的萌生；(2)混凝土结构局部开裂及裂缝的扩展；(3

6、)混凝土结构完全失效。概括起来有3种方式可引起混凝土中钢筋腐蚀的发生¨引：一是混凝土碳化或环境体系中酸性介质的作用引起钢筋周围pH值的降低，使钢筋表面保护性氧化膜溶解，而引起钢筋的腐蚀，即宏观电池腐蚀；--是由于钢筋化学组成和晶体结构上的差异，受力分布不均，表面钝化膜的不连续，或由于某些原因钢筋钝化膜部分破损，在钢筋表面受到各种侵蚀性成分(如Cl一、溶解氧等)的污染后，而导致钢筋表面电位差的存在和形成微观腐蚀电池，促使局部腐蚀的发生，既微观电池腐蚀机制；最后一种原因则是在钝化膜破坏之前·--——205．．．．．

7、2008全国缓蚀防锈学术讨论与技术交流大会论文集Cl一等的渗透作用。Cl一主要通过扩散进入混凝土而达到钢筋表面引起钝化膜破坏，并造成钢筋表面的局部腐蚀。对于混凝土结构开裂及裂缝的扩展，以及混凝土结构的完全失效，主要是由于钢筋的锈蚀使钢筋体积发生膨胀所致。混凝土中钢筋在出现严重的锈蚀后，其体积可膨胀为原来的2—4倍。所产生的膨胀力高达30MPa，这无疑增加了混凝土的内部应力，在受到压应力较强的部位，可导致混凝土层沿着锈蚀钢筋形成裂缝和剥落。开裂将使得钢筋与混凝土间的结合力减弱，当钢筋与混凝土间的摩擦作用不足以承受

8、二者之间的脱离作用时，混凝土便发生顺筋开裂。另一方面，钢筋的腐蚀也使得混凝土结构的力学性能(如抗拉强度，抗压强度，屈服强度等)降低，混凝土也可能因局部受力过大而产生穿筋断裂。最终使钢筋混凝土结构丧失其应有的承载能力而失效。至于开裂如何扩展，虽有学者进行了研究，如VuKAT等研究了混凝土开裂的可能性及宽度‘坫】，但至今还没有一致结论‘1I】。1．2钢筋混凝土结构失效的化学过程钢筋混凝土是