钢筋混凝土结构的腐蚀及防护措施

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浅析钢筋混凝土中钢筋的腐蚀与防腐措施

浅析钢筋混凝土中钢筋的腐蚀与防腐措施

浅析钢筋混凝土中钢筋的腐蚀与防腐措施关键信息项:1、钢筋腐蚀的原因化学因素物理因素环境因素2、钢筋腐蚀的危害结构强度降低安全性下降维修成本增加3、防腐措施材料选择表面处理防护涂层电化学保护4、监测与维护方法定期检测及时维修11 钢筋腐蚀的原因111 化学因素钢筋混凝土中的钢筋腐蚀主要由化学作用引起。

其中,氯离子的侵蚀是常见的化学因素之一。

氯离子可以通过多种途径进入混凝土内部,如使用含氯的外加剂、海水中的氯离子渗透等。

一旦氯离子到达钢筋表面,并达到一定浓度,就会破坏钢筋表面的钝化膜,引发钢筋腐蚀。

此外,混凝土中的碱性物质(如氢氧化钙)与空气中的二氧化碳发生碳化反应,降低混凝土的 pH 值,使钢筋失去碱性环境的保护,也会导致钢筋腐蚀。

112 物理因素物理因素对钢筋腐蚀也有重要影响。

例如,混凝土的开裂和孔隙率增加会使有害物质更容易渗透到钢筋表面。

温度变化引起的混凝土膨胀和收缩,以及外部荷载作用导致的混凝土微裂缝,都为腐蚀介质提供了通道。

同时,钢筋在混凝土中的位置和分布不均匀,也可能导致局部腐蚀加剧。

113 环境因素环境条件是导致钢筋腐蚀的外在因素。

处于潮湿、酸雨频繁、海洋等恶劣环境中的钢筋混凝土结构,更容易受到腐蚀的侵害。

湿度较高的环境会加速腐蚀介质的传输,而酸性环境会直接破坏混凝土的结构,加快钢筋的腐蚀速度。

12 钢筋腐蚀的危害121 结构强度降低钢筋腐蚀会导致其截面积减小,力学性能下降。

随着腐蚀的进行,钢筋的抗拉强度、屈服强度等关键指标逐渐降低,从而削弱了钢筋对混凝土结构的承载能力。

这可能导致结构在正常使用荷载下出现变形、裂缝甚至破坏,严重影响结构的安全性和稳定性。

122 安全性下降由于钢筋腐蚀引起的结构损伤往往是隐蔽的,难以在早期被发现。

一旦腐蚀发展到一定程度,结构的整体性和可靠性会受到极大威胁。

在地震、风灾等自然灾害作用下,腐蚀后的结构更容易发生倒塌等严重事故,危及人们的生命财产安全。

123 维修成本增加为了修复因钢筋腐蚀而受损的结构,需要投入大量的资金和人力进行维修和加固。

混凝土中钢筋腐蚀防护技术及实例分析

混凝土中钢筋腐蚀防护技术及实例分析

混凝土中钢筋腐蚀防护技术及实例分析一、背景介绍混凝土作为一种常见的建筑材料,在建筑工程中被广泛应用。

但是,在长期的使用过程中,混凝土中的钢筋很容易发生腐蚀,导致混凝土的强度降低、裂缝增加,严重影响建筑物的使用寿命和安全性。

因此,针对混凝土中钢筋腐蚀的问题,开展防护措施是十分必要的。

二、钢筋腐蚀的原因1.水泥碱性混凝土中的水泥具有强碱性,当钢筋暴露在混凝土中时,水泥的碱性会破坏钢筋表面的保护层,使其失去防腐能力,从而导致钢筋腐蚀。

2.氯离子侵蚀氯离子是混凝土中重要的化学成分之一,但是过多的氯离子会加速混凝土中钢筋的腐蚀。

当混凝土中的氯离子浓度达到一定程度时,就会造成钢筋表面的保护层被破坏,从而引起钢筋腐蚀。

3.混凝土中的电化学反应混凝土中的电化学反应也是导致钢筋腐蚀的一个原因。

当混凝土中的水分进入钢筋表面的保护层时,就会引起电化学反应,从而使得钢筋表面的保护层被破坏,导致钢筋腐蚀。

三、混凝土中钢筋腐蚀防护技术1.使用防腐涂料防腐涂料是一种常用的防腐材料,可以有效地保护钢筋不被腐蚀。

在混凝土中使用防腐涂料的方法是,在混凝土浇筑前将钢筋表面涂上防腐涂料,使其形成一层防腐保护层。

2.采用不锈钢钢筋不锈钢钢筋具有很好的抗腐蚀性能,可以有效地防止钢筋腐蚀。

在混凝土中使用不锈钢钢筋的方法是,将不锈钢钢筋代替普通钢筋使用,在混凝土中起到支撑作用。

3.使用防腐混凝土防腐混凝土是一种添加了特殊防腐剂的混凝土,可以有效地防止钢筋腐蚀。

在混凝土中使用防腐混凝土的方法是,在混凝土浇筑前,将特殊防腐剂加入混凝土中,使混凝土具有防腐蚀的能力。

四、实例分析以某高层建筑的混凝土结构为例,该建筑的主体结构使用了普通钢筋混凝土。

由于建筑所处的区域气候潮湿,加之建筑本身的使用年限较长,钢筋腐蚀的问题日益凸显,严重影响了建筑的使用寿命和安全性。

为了解决这个问题,施工方采用了以下措施:1.使用防腐涂料在混凝土浇筑前,先将钢筋表面涂上一层防腐涂料,形成一层防腐保护层。

混凝土中的钢筋腐蚀防护方法

混凝土中的钢筋腐蚀防护方法

混凝土中的钢筋腐蚀防护方法混凝土结构是现代建筑中常用的结构形式,而钢筋是混凝土结构的主要骨架。

然而,在混凝土中,钢筋容易受到腐蚀的影响,这会大大降低混凝土结构的强度和耐久性。

因此,为了延长混凝土结构的使用寿命,必须采取一系列的钢筋腐蚀防护方法。

在本文中,我们将详细介绍几种常见的钢筋腐蚀防护方法。

一、使用优质的混凝土使用优质的混凝土是防止钢筋腐蚀的最基本的方法之一。

高质量的混凝土可以减少氧气和水分进入混凝土中,从而降低钢筋腐蚀的风险。

另外,使用高质量的混凝土还可以提高混凝土结构的强度和耐久性。

二、使用防腐剂防腐剂是一种可以有效防止钢筋腐蚀的化学物质。

防腐剂可以形成一层保护涂层,防止氧气和水分接触到钢筋表面,从而减少钢筋的腐蚀。

在选择防腐剂时,应考虑其性能、使用方法和成本等因素。

三、使用防腐漆防腐漆是一种可以阻止钢筋腐蚀的涂料。

与防腐剂不同,防腐漆可以形成一个完整的涂层来保护钢筋。

选择合适的防腐漆可以根据混凝土结构的环境和使用条件来选择,例如海洋环境中可以选择海洋防腐漆。

四、使用防腐纤维材料防腐纤维材料是一种可以在混凝土中添加的材料。

它可以为混凝土结构提供额外的保护层,防止钢筋受到氧气和水分的影响。

防腐纤维材料通常是与混凝土一起混合,在混凝土中形成一种保护层。

五、使用防腐钢筋防腐钢筋是一种可以有效防止钢筋腐蚀的材料。

其表面涂有一层耐腐蚀涂层,可以有效地防止钢筋受到氧气和水分的影响。

防腐钢筋的使用可以大大延长混凝土结构的使用寿命。

六、使用防腐包裹材料防腐包裹材料是一种可以用于包裹钢筋的材料。

这种材料可以有效地防止钢筋受到氧气和水分的影响。

防腐包裹材料可以选择聚乙烯膜、聚乙烯管等材料,这些材料都具有优异的防腐性能,可以有效地保护钢筋。

七、控制混凝土结构中的环境条件除了采取各种防腐措施外,控制混凝土结构中的环境条件也是防止钢筋腐蚀的重要方法之一。

例如,在海洋环境中,可以控制海水的温度和盐度等因素,从而减少钢筋受到的腐蚀影响。

钢筋腐蚀防护技术措施

钢筋腐蚀防护技术措施

钢筋腐蚀防护技术措施钢筋在建筑工程中承担着重要的结构支撑和加固作用,但长期暴露于潮湿环境或受到腐蚀物质的侵蚀会导致钢筋腐蚀,进而降低其强度和耐久性,对建筑结构的安全性和使用寿命造成严重影响。

因此,采取有效的钢筋腐蚀防护技术措施成为了至关重要的任务。

本文将介绍几种常见的钢筋腐蚀防护技术措施。

一、钢筋表面涂覆防护层涂覆防护层是一种简单且常用的钢筋腐蚀防护技术措施。

该技术通过在钢筋表面涂覆一层防护剂,形成坚固的保护层,防止腐蚀介质与钢筋直接接触。

常用的涂覆材料有聚合物防腐漆、环氧涂料等。

这种技术措施操作简单、成本较低,能够有效延缓钢筋腐蚀的发生,但其防护层容易受损,需要定期检测和补修。

二、钢筋防腐覆盖层钢筋防腐覆盖层是一种将防腐材料直接包裹在钢筋表面的技术措施。

该技术通过在钢筋表面形成一个防护层,阻隔腐蚀介质对钢筋的侵蚀,提高钢筋的耐腐蚀性能。

常用的防腐覆盖材料有聚乙烯、聚氯乙烯等。

这种技术措施防护效果好,耐久性高,但施工工艺要求较高,成本相对较高。

三、防腐蚀涂层+防腐覆盖层防腐蚀涂层+防腐覆盖层技术是将涂层和覆盖层两种技术措施结合使用的一种综合性防护方法。

即在钢筋表面首先涂覆防腐蚀涂层,形成一个粘结牢固的保护层,然后在涂层上覆盖防腐覆盖层,形成额外的保护层。

这种技术措施能够更好地防止钢筋腐蚀,提高钢筋的耐久性和使用寿命。

四、钢筋防腐包裹钢筋防腐包裹是一种将钢筋完全包裹在防腐材料中的技术措施。

常用的防腐材料有矿渣混凝土、聚合物防护层等。

这种技术措施能够全面保护钢筋,避免腐蚀介质的侵蚀,提高钢筋的耐久性和安全性。

然而,由于包裹层的施工难度较大,对施工工艺要求较高,因此需要进行施工监测和质量评估。

五、阴极保护技术阴极保护技术是一种借助外加电源保护钢筋不被腐蚀的技术措施。

通过在钢筋周围建立一定的电场,使钢筋成为阴极,在电极的作用下,防止钢筋发生氧化腐蚀反应。

这种技术措施可以有效地延缓钢筋腐蚀的发生,但需要定期检测和维护电场系统,且施工和运维成本较高。

混凝土钢筋腐蚀的原理与防护方法

混凝土钢筋腐蚀的原理与防护方法

混凝土钢筋腐蚀的原理与防护方法一、前言混凝土钢筋腐蚀是一种广泛存在于工程实践中的问题,它严重影响了混凝土结构的安全和使用寿命。

本文将从混凝土钢筋腐蚀的原理入手,详细介绍腐蚀的机理和影响因素,以及目前常用的防护方法。

希望本文能够为广大工程师和研究人员提供一些有用的参考。

二、混凝土钢筋腐蚀的原理混凝土钢筋腐蚀是指混凝土中的钢筋在一定条件下受到电化学腐蚀作用而发生破坏。

其主要原理是钢筋与混凝土中的氧、水、盐等发生化学反应,导致钢筋表面形成氧化铁锈膜,进而引起钢筋的腐蚀。

1. 钢筋表面形成氧化铁锈膜钢筋表面形成氧化铁锈膜是混凝土钢筋腐蚀的第一步。

这个过程是钢筋表面与混凝土中的氧、水、盐等发生化学反应的结果。

当混凝土结构中的钢筋暴露在空气和水的环境中时,钢筋表面的铁离子会与水和氧气反应,形成铁氢氧化物。

这种氢氧化物在空气中继续氧化,形成铁(III)氧化物,也就是我们常说的铁锈。

铁锈的形成为后续的钢筋腐蚀提供了条件。

2. 钢筋腐蚀的电化学反应钢筋表面形成氧化铁锈膜后,接下来就是钢筋的腐蚀。

钢筋的腐蚀是一种电化学反应,它需要三个要素:金属、电解质和氧气。

钢筋表面的铁离子在电解质溶液中会被氧化成离子,离子会向阳极移动,同时电解质中的氢离子会向阴极移动。

阴极和阳极之间的电荷差异会形成电流,从而导致钢筋的腐蚀。

3. 钢筋腐蚀的产物钢筋腐蚀的产物主要有两种:氢气和氧化铁。

钢筋表面的铁离子在电解质中被氧化成氢离子和氧化铁,其中氢离子会向阴极移动,形成气泡,即氢气。

氧化铁会在钢筋表面形成一层铁锈,这层铁锈会不断增厚,最终导致混凝土结构的破坏。

三、混凝土钢筋腐蚀的影响因素混凝土钢筋腐蚀的发生受到多种因素的影响,主要包括以下几个方面:1. 水泥质量水泥质量是影响混凝土钢筋腐蚀的重要因素之一。

水泥中的氧化铁含量会影响混凝土中的氧化铁含量,进而影响钢筋的腐蚀。

氧化铁含量越高,混凝土中的氧化铁含量就越高,钢筋的腐蚀也就越严重。

2. 氯离子含量氯离子是导致混凝土钢筋腐蚀的重要原因之一。

钢筋混凝土结构的腐蚀及防护措施

钢筋混凝土结构的腐蚀及防护措施

钢筋混凝土结构的腐蚀及防护措施
钢筋混凝土结构是一种在建筑和工程中广泛使用的结构材料。

然而,
由于环境因素和长期使用,钢筋混凝土结构容易受到腐蚀的影响。

腐蚀会
导致钢筋锈蚀,从而降低结构的强度和耐久性。

为了保护钢筋混凝土结构
免受腐蚀的侵害,需要采取相应的防护措施。

为了防止钢筋混凝土结构的腐蚀,可以采取以下防护措施:
1.混凝土配料的选择:选用耐腐蚀性能好的混凝土原材料,并控制好
水胶比,以降低混凝土内部的渗透性,减少水分进入钢筋的机会。

2.防水层的施工:在混凝土表面施工一层防水涂料或防水膜,以减少
水分渗透,降低钢筋的腐蚀风险。

3.外部防护层的施工:可以在混凝土表面覆盖一层聚合物涂层或涂漆,以增加混凝土的密封性,减少氧气和水分的接触,防止钢筋的腐蚀。

4.防腐剂的使用:可以在混凝土中加入一些防腐剂,如磷酸盐、硫酸
盐等,以抑制钢筋的腐蚀反应。

5.阳极保护:在钢筋混凝土结构中引入阳极保护系统,通过施加外部
电流或引入阴极材料,以保护钢筋不被腐蚀。

6.定期维护检查:对钢筋混凝土结构进行定期检查和维护,发现问题
及时修复,以避免腐蚀问题的进一步发展。

总结起来,要防止钢筋混凝土结构的腐蚀,首先需要选用耐腐蚀性能
好的原材料,控制好水胶比,尽量减少水分渗透。

其次,可以在混凝土表
面施工防水层和防护层,增加混凝土的密封性。

此外,可以使用防腐剂,
引入阳极保护系统,并进行定期维护检查。

这些措施的综合应用可以有效地延长钢筋混凝土结构的使用寿命,提高结构的耐久性和安全性。

混凝土中钢筋锈蚀的原因及危害和预防措施

混凝土中钢筋锈蚀的原因及危害和预防措施

混凝土中钢筋锈蚀的原因及危害和预防措施1.碳化:碳化是钢筋在碳酸盐离子的作用下发生的一种腐蚀现象。

当混凝土表面被碳酸气体侵蚀时,混凝土中的碳酸盐会与钢筋表面的氧化物反应生成可溶于水的碳酸亚铁,导致钢筋锈蚀。

2.氯离子侵入:氯离子是混凝土中最常见的腐蚀源之一、氯离子可通过氯化盐、海水等方式进入混凝土中,进而使混凝土中钢筋发生腐蚀。

氯化物进入混凝土后会与钢筋表面的氧化物反应生成可溶于水的氯化亚铁,引起钢筋锈蚀。

3.氧解作用:钢筋表面产生氧化膜可以保护钢筋不受腐蚀,但若混凝土内部存在大量的氧分子,容易进一步氧化钢筋表面,导致钢筋锈蚀。

因此,混凝土中氧分子含量的增加会加速钢筋的氧化过程。

1.强度减弱:钢筋锈蚀后物理性能下降,削弱了钢筋的受力能力,影响混凝土结构的整体强度和承载能力。

2.腐蚀膨胀:钢筋锈蚀会引起钢筋表面体积增大,产生较大的腐蚀膨胀力,导致混凝土产生开裂或脱落。

3.破坏结构:钢筋的锈蚀不仅可能损坏混凝土本身,还会导致结构失去稳定性,增加结构崩溃的风险。

4.影响美观:钢筋锈蚀会使混凝土表面出现锈迹,影响建筑物的美观度。

针对混凝土中钢筋锈蚀的危害,我们可以采取以下预防措施:1.控制混凝土材料质量:选择合适的水泥、骨料等混凝土材料,确保混凝土的密实性和均匀性,减少表面孔隙的形成,降低钢筋暴露和腐蚀的风险。

2.正确设计:在混凝土结构设计时,根据环境条件和使用要求,合理选择混凝土覆盖层的厚度,保证钢筋能够得到有效的保护。

3.防水措施:采取有效的防水措施,减少混凝土暴露在潮湿环境中的时间和程度,降低钢筋腐蚀的可能性。

4.防止氯离子侵入:加强混凝土中氯离子的阻隔,可以采用减少混凝土中的氯离子含量、加入阻隔氯化物的抗腐蚀剂或使用防腐蚀涂层等方法。

5.确保质量检测:对于混凝土的施工过程,进行质量检测,及时了解混凝土结构中的钢筋腐蚀情况,以便于及时采取措施修复和预防。

总之,混凝土中钢筋锈蚀会对建筑物的使用寿命和结构稳定性造成重大影响,因此,在混凝土的设计、施工和维护过程中应采取有效的预防措施,以延长建筑物的使用寿命和保障建筑结构的安全性。

混凝土的结构腐蚀与防护设计

混凝土的结构腐蚀与防护设计

混凝土的结构腐蚀与防护设计混凝土是一种广泛应用于建筑和基础设施工程中的材料,具有强度高、耐久性好的特点。

然而,由于外界环境的影响以及使用过程中的各种因素,混凝土结构也存在着腐蚀的风险。

本文将探讨混凝土的结构腐蚀原因、常见的腐蚀类型以及有效的防护设计方法。

一、混凝土结构腐蚀的原因混凝土结构腐蚀主要是由于外界环境的侵蚀和内部因素的作用导致的。

以下是一些常见的原因:1. 酸碱侵蚀:大气中的酸雨以及土壤中的酸碱性物质会腐蚀混凝土结构表面,导致其失去保护层。

2. 氯离子渗透:在海洋工程或者盐湖地区,氯离子容易通过混凝土渗透至钢筋表面,形成钢筋锈蚀,从而引起混凝土的结构腐蚀。

3. 冻融循环:在寒冷地区,湿度高的条件下,冻融循环会造成混凝土内的水膨胀和收缩,最终导致混凝土结构的开裂和破坏。

4. 碱骑建筑废弃物:有些建筑废弃物中含有碱性物质,如果未经妥善处理就接触到混凝土结构中,会引起混凝土碱骑反应,导致结构损坏。

5. 金属腐蚀:如钢筋内的锈蚀会产生体积膨胀,导致混凝土的开裂与结构损坏。

二、混凝土结构腐蚀的类型混凝土结构腐蚀可分为表面腐蚀和内部腐蚀两种类型。

1. 表面腐蚀:表面腐蚀主要是由于酸碱侵蚀或大气中的氧化物进入混凝土,破坏混凝土保护层,导致表面起砂、剥落或结构开裂。

2. 内部腐蚀:内部腐蚀主要包括钢筋锈蚀和碱骑反应。

钢筋锈蚀是由于氯离子、二氧化碳等渗透到混凝土中,导致钢筋锈蚀并引起混凝土开裂和脱落。

碱骑反应是由于碱性物质与混凝土中的硅酸盐反应产生胶凝胶,导致混凝土体积膨胀,造成结构开裂。

三、混凝土结构腐蚀的防护设计为了延长混凝土结构的使用寿命,减少腐蚀风险,需要采取一系列的防护措施。

以下是一些常见的防护设计方法:1. 表面涂层:涂抹腐蚀特性良好的涂料或防水剂可在一定程度上防止酸碱侵蚀和氧化物的渗透,保护混凝土表面。

2. 添加防腐剂:在混凝土配制过程中添加适量的防腐剂,可减少腐蚀因素对混凝土的侵蚀作用。

3. 加固钢筋:采用不锈钢或镀锌钢筋替代普通钢筋,可有效防止锈蚀引起的混凝土破坏。

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钢筋混凝土结构的腐蚀及防护措施一.钢筋混凝土结构防腐蚀的意义钢筋混凝土结构结合了钢筋和混凝土的优点,造价较低,在土建工程中应用范围非常广泛。

在钢筋混凝土结构中,钢筋锈蚀是钢筋混凝土结构过早被破坏的主要原因之一。

新鲜混凝土是呈碱性的,其PH值一般大于12.5,在此碱性环境中钢筋容易发生钝化作用,使钢筋表面产生一层钝化膜,能阻止混凝土中钢筋的锈蚀。

但当有二氧化碳、水汽和氯离子等有害物质从混凝土表面通过孔隙进入混凝土内部时和混凝土材料中的碱性物质中和,从而导致混凝土的PH值降低,就出现PH值小于9这种情况,钢筋表面的钝化膜就会被逐渐破坏,钢筋就会发生锈蚀,并且随着锈蚀的加剧,会导致混凝土保护层开裂,钢筋与混凝土之间的黏结力破坏,钢筋受力截面减少,结构强度降低等,从而导致结构耐久性的降低。

据调查,我国20世纪90年代前兴建的海港工程,一般10~20年就会出现钢筋严重腐蚀破坏,结构使用寿命基本上都达不到设计基准期要求。

我国50年代至70年代建的海港工程,高桩码头不到20年,甚至7~8年就出现严重钢筋锈蚀破坏,海工混凝土结构破坏已成为我国港口建设中不得不重视并迫切需要解决的问题。

国外学者曾用“5倍定律”形象地描述了混凝土结构耐久性设计的重要性,即设计阶段对钢筋防护方面节省1美元;在发现钢筋锈蚀时采取措施需要追加维修费5美元;混凝土表面顺筋开裂时采取措施将追加维修费25美元;严重破坏时将追加维修费125美元。

我国海洋工程中广泛使用的钢筋混凝土结构因腐蚀引起破坏的情况同样严重。

除海洋环境本身属于强腐蚀环境因素外,环境的日益恶化、相关的混凝土结构耐久性规定标准偏低、施工质量不能保证等因素,致使我国混凝土结构大部分在使用10年左右即出现较严重的腐蚀破坏,给国家建设和经济发展造成了巨大的损失。

因此,如何采取有效的防腐蚀技术措施,防止钢筋混凝土结构过早出现钢筋锈蚀破坏,确保建筑物达到预期的使用寿命是国内外学术界、工程界极为关切的热点。

二.钢筋的锈蚀原理及分类1.钢筋的锈蚀条件:钢筋混凝土构件内钢筋的锈蚀需要三个条件:(1)钢筋表面碱性钝化膜破坏。

正常情况下钢筋是包裹在砼之内的,砼则由于水泥的水化反应造成其初始碱性(含有一定Ca(OH)2)较强,正常情况下钢筋在这种碱性环境下不会发生氧化腐蚀。

当PH值大于1O时,钢筋腐蚀的速度很慢,当PH值小于5时,其锈蚀的速度就快。

由此可见,只有当钢筋混凝土构件内的钢筋周围碱性钝化膜因砼碳化或其它原因导致破坏后,才可能出现腐蚀。

(2)必须产生电位差,使钢筋产生微电池腐蚀式大电池腐蚀。

钢筋腐蚀,是由于钢筋表面不同部分之间产生电位差引起的,其作用和电池一样,在钢筋表面有微弱的电流流动。

当在钢筋表面构成了许多微小电池,其电化学反应,按下式进行:阳极反应(活化区):FeFe2++2e阴极反应区:2H20+O2+4e4(OH)-综合反应式就是:Fe2+2(OH)一Fe(OH)2这就是铁变成铁锈的过程。

当构筑物(或构件)处在离子条件差别很大的两种环境中,或遭受杂散直流电影响时,一部分钢筋(或一部分构筑物)作为阳极,而另一部分作为阴极,这样便构成大电池腐蚀。

(3)必须具备水和氧。

水和氧是钢筋腐蚀的必要条件(尤其是水),它们均参加钢筋电化腐蚀的阳极反应过程。

水分子能穿透任何肉眼可辩的裂缝。

水还能起着电解质的作用,并溶饵氧和其它如氯等的有害离子,从而加速了腐蚀速度。

另外在一定条件下氧还可以造成浓度电池腐蚀。

最常见的实例就是水线腐蚀。

【钢筋混凝土结构的腐蚀及防护措施】钢筋混凝土结构的腐蚀及防护措施。

如浸在海水中的钢筋混凝土结构,在水线附近钢筋腐蚀最为严重,这是由于水线以上空气中的含氧量较高,而水线以下(水中)含氧量突然降低,造成浓度电池腐蚀,使水线以下的部位钢筋成为阳极而腐蚀。

2.钢筋混凝土构件中钢筋的锈蚀的几种情况。

(1)由于混凝土不密实或有裂缝存在造成钢筋的腐蚀。

混凝土密实度不良和构件上产生的裂缝,往往是造成钢筋腐蚀的很重要原因。

混凝土浇筑中产生露筋、蜂窝、麻面等情况,都会加速钢筋的锈蚀。

因为孔隙和裂缝(一般在0.2ram以上时)给水(汽)、氧和其他侵蚀性介质的渗透创造了有利条件。

因此,钢筋的电化学腐蚀和混凝土密实度、裂缝的宽度、保护层的厚度、空气的湿度以及空气中侵蚀性介质的含量,都有直接的关系。

当混凝士密实度差和钢筋保护层不足时,各种介质就容易到达钢筋表面造成腐蚀。

(2)由于混凝土碳化和侵蚀性气体、介质的侵入,造成钢筋的腐蚀。

空气中的二氧化碳气体,在混凝土表层中逐渐为氢氧化钙的碱性溶液所吸收,相互反应生成碳酸钙,这种现象称为混凝土的碳化,亦称“中性化”。

砼碳化生成的碳酸钙很难溶解,其饱和溶液的PH值为9,因此混凝土碳化的结果,就使PH值不断下降,并不断向内部深化。

混凝土碳化对混凝土强度一般无直接影响。

其危害主要在于为钢筋腐蚀提供条件,而钢筋锈蚀体积将发生膨胀(体积比原来提高2.2倍),混凝土保护层将因此遭到剥落和损坏,从而降低钢筋和混凝土的工作性能;尤其对于薄壳钢筋混凝土结构和预应力高强度钢丝构件等,会造成严重的结构损坏而且这种破坏往往是脆性的,具有隐藏、突然性等特点,必须引起高度重视。

(3)由于混凝土内掺入氯盐造成钢筋的腐蚀。

为提高混凝土早期强度或抗冻性能,过去人们往往在混凝土内掺入一定量的氯盐,如氯化钙、氯化钠等。

氯化钙与水泥中的氢氧化钙、硅酸三钙、铝酸三钙结合,生成高水分子复合化合物,如氯硅酸盐等,并提高了氢氧化钙的溶解度。

混凝土中,氯盐对钢筋的腐蚀多呈溃疡状,容易造成钢筋的应力集中:因此它的危害性是比较大的。

混凝土中氯离子主要来源于原材料、外加剂加海砂、海水或氯盐高的水,以及掺加的用氯化钙作为促凝剂,用氯化钠作为防冻剂等,国内外已出现多起加氯盐过量而引起的严重腐蚀事件。

(4)由于高强钢筋中的应力腐蚀随着预应力钢筋混凝土结构的采用,出现了高强钢筋中的一种特殊腐蚀形式,即“应力腐蚀”。

一般在表面只有轻微损害或根本看不见损害,这种腐蚀尤为危险,因为它没有任何预兆而可以发生突然破坏。

一般认为:高强钢筋在应力(拉应力)的作用下,导致钝化膜的破坏,裂缝比较活化,并作为阳极而腐蚀。

在电化学腐蚀过程中继续扩大,同时由于钢筋中具有很高的拉应力,和高强钢筋的低变形性能。

因此,腐蚀和应力共同作用,使裂缝迅速向深度发展,以致钢筋在看不到明显的腐蚀现象的情况下会突然断裂(5)电流腐蚀工业用电中的直流电,当它泄漏到地下钢筋混凝土结构中时,会造成钢筋的腐蚀。

在这种情况下,电流流入处相当于阴极区,电流流出处相当于阳极区。

目前我国一些直流电解工厂、电气化铁路、直流电的载流设备等的电流泄漏现象比较多,有时比较严重。

这些杂散电流对钢筋混凝土结构(如基础、梁、柱等)钢筋的腐蚀破坏时有所见。

三.钢筋混凝土结构防护措施混凝土结构防腐蚀是系统工程,必须在勘察、规划、设计、施工、使用等各个阶段对所涉及的防腐问题进行细致的了解、分析和处理,各个阶段都应充分重视和充分合作,共同完成。

混凝土结构防护措施可分为基本防护措施、混凝土表面涂覆防护措施和钢筋防护措施。

3.1混凝土的基本防护措施混凝土的基本防护措施即是从设计、施工、制作等方面提高混凝土自身的防护性能。

由于混凝土本身具有高碱性,正确设计、施工的优质混凝土保护层本身具有长期防止环境介质渗透的功能,因此,尽可能提高混凝土本身对钢筋的防护功能是预防钢筋腐蚀的许多措施中最经济合理、最有效的基本措施。

这一类措施主要有以下几方面:(1)合理的结构设计混凝土结构形式及细部构造应有利于防腐、检测。

如构件截面几何形状应简单、平顺,减少棱角、突变和应力集中;混凝土表面应有利于排水,不宜在接缝或止水处排水;特别注意构件应易于施工,尽可能在工场预制;结构形式应便于对关键部位进行检测和设置检测、维护和采取补充保护措施的通道;对处于腐蚀较严重部位和构件,应考虑其易于更换的可能性。

由于混凝土保护层厚度与发生腐蚀的时间成平方关系,适当增加混凝土保护层厚度,以延长侵蚀性介质渗透到钢筋周围达到破坏钝化膜临界值的时间。

但保护层厚度不宜大于80mm,否则混凝土表面易出现由于混凝土收缩、温度应力等所引起的混凝土表面裂缝。

控制主筋的直径不宜过大,一般混凝土保护层厚度宜大于215倍主径直径,原因是较粗的钢筋提供较小的电阻,也就是提供了较大的腐蚀电流。

更重要的是较粗的钢筋会生成较多的腐蚀产物,膨胀的体积增大比较多,从而造成较高的拉应力。

所以,当混凝土保护层厚度相同时,钢筋越粗,钢筋直径对保护层厚度的比值越大,钢筋开始腐蚀到开始使混凝土胀裂的时间也就越短。

(2)选择优质原材料和优化混凝土配合比设计选择优质原材料和优化混凝土的配合比,以提高混凝土的抗蚀能力。

如尽量减小水灰比提高混凝土的密实度,混凝土密实度高,孔隙率小,有利于提高混凝土的抗渗性,增强对侵蚀性介质的抗蚀能力;限制粗骨料的最大粒径,减少粗骨料与水泥砂浆界面的不利影响;规定混凝土拌合物最低水泥用量(或最低胶凝材料用量),确保混凝土具有较高的碱度;有抗冻要求时,加入合适量的引气剂以提高混凝土的抗冻性;不得采用可能发生碱-集料反应的活性骨料;严格限制砂、石、外加剂、拌和水等原材料中的氯离子含量,使混凝土拌合物中氯离子含量符合规定要求。

(3)采用高性能混凝土高性能混凝土是指用常规材料、常规工艺,以较低水胶比、适当掺量的优质掺合料和较严格的质量控制制作的高耐久性,良好工作性及较高强度的混凝土。

中交集团广州四航工程技术研究院等单位开发的海工抗盐污染高性能混凝土,其抗氯离子渗透性比普通混凝土提高数倍,可显著提高混凝土本身的护筋性能,从根本上提高混凝土的耐久性,从而延长结构物的安全使用寿命。

目前,该项技术已成功应用于盐田港、湛江港、洋山港、东海大桥、杭州湾大桥等多项使用年限要求50年甚至100年的大型海港工程和跨海大桥工程中。

3.2混凝土表面涂覆防护措施除了采取措施提高混凝土本身的耐久性外,采用混凝土表面涂覆防护措施有效地将混凝土与周围侵蚀性介质隔离开来或阻止有害介质的侵入,也是一种有效的防护措施。

3.2.1混凝土表面涂层该措施是在混凝土表面涂覆一层涂料,形成一层隔离层制止氯离子、氧、水等介质渗入混凝土,以延缓钢筋腐蚀。

从90年代开始,在我国一些海港工程,跨海大桥工程中得到应用,实践证明,混凝土表面实施涂层防腐蚀保护的技术成熟、保护效果显著,是海洋环境混凝土防腐最经济有效的保护措施。

我国《海港工程混凝土结构防腐蚀技术规范》已将该技术列为海港工程混凝土结构最重要的防腐蚀措施之一。

对涂料的要求是能耐碱、耐老化和与混凝土表面应有良好的附着性。

对海港工程潮差、浪溅区涂层,要求涂料应具有良好湿表面固化功能。

3.2.2表面涂覆浸入型涂料浸入型涂料是一种粘度很低的有机硅化合物液体,将它涂(或喷)于风干的混凝土表面上,靠毛细孔的表面张力作用吸入(深约数毫米的混凝土表层中,它与孔壁的氢氧化钙反应,以非极性基使毛细孔憎水化或者填充部分细孔,使孔细化。

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