钢筋混凝土结构的腐蚀及防护措施(标准版)

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混凝土的钢筋锈蚀

混凝土的钢筋锈蚀

(4)钢筋锈蚀的预防措施
混凝土表面处理 阻锈剂 钢筋涂层 电化学保护法
1) 混凝土表面处理
普通水泥砂浆层: 5~20mm厚,减缓碳化,用于轻弱侵 蚀性 环境;
聚合物改性水泥砂浆层 将聚合物以乳液形式掺入水泥砂浆,提高砂浆层密实性和粘接力; 主要种类有:丙烯酸类乳液、己烯基树脂、环氧树脂乳液; 主要用于盐类强腐蚀环境 : 海洋、盐碱地、撒化冰盐工程。
破坏钝化膜
腐蚀宏观电池
混凝土
腐蚀坑
钢筋钝化层
钢筋
Cl-在钢筋锈蚀中的作用
氯离子是极强的阳极活(去钝化)剂。在水泥的浸出液中,即使其pH值还很高(如达到13),只要有4~6mg/L浓度的氯离子,就足以破坏钢筋钝化膜。 Fe2++2Cl-+4H2O-----FeCl2.4H2O FeCl2.4H2O-----Fe(OH)2+2Cl-+2H++2H2O 氯离子虽然并不构成腐蚀产物,在腐蚀中也不消耗,但作为促进腐蚀的中间产物,会给腐蚀起催化作用。
2) 阻锈剂 能抑制或减轻混凝土中钢筋锈蚀的外加剂。
分为三类:阳极型阻锈剂、阴极型阻锈剂、综合型阻锈剂。
最常用的阳极型:主要作用于阳极区,提高钝化膜抵抗Cl-的 渗透性来抑制钢筋锈蚀的阳极过程。
具氧化性,如亚硝酸盐、铬酸盐、硼酸盐等。 Fe2++OH-+NO2-→γ-FeOOH+NO Cl-的破坏作用与亚硝酸盐的成膜作用同时存在,当NO2-量大于 Cl-量时,钢筋锈蚀被阻止。 阴极型:主要作用于阴极区,其主要作用机理是这类物质大都 是表面活性物质,它们选择性地吸附在阴极区,形成 吸附膜,从而阻止或减缓电化学反应的阴极过程。
开裂造成钢筋预应力损失

工业建筑防腐蚀设计规范》GB50046-2008

工业建筑防腐蚀设计规范》GB50046-2008

2.2 混凝土结构



⑪ 保证结构混凝土的耐久性有诸多要求。与原规范相比 较,本规范在最低混凝土强度等级、最小水泥用量、最大 水灰比等方面的要求均有所提高,并根据腐蚀性等级的不 同区别对待。这是由于国内对这些问题已有共识(海港、 铁路等行业标准都提高了结构混凝土的基本要求),本规 范与国际标准不能差距过大,适当进行了调整。 本次修订还增加了对最大氯离子含量的规定,与国家标 准《混凝土结构设计规范》GB50010-2002接轨。 ①某些试验表明,原200号混凝土的密实性较差,它的抗 碳化能力约为原300号混凝土的1/2、原400号混凝土的1/8。 国家标准《混凝土结构设计规范》GB50010-2002规定, 处于环境类别为三类的结构混凝土强度等级不应低于C30。 所以本规范规定在弱腐蚀等级时,最低混凝土强度等级为 C30。
1.1 防护层的使用年限



为了保证受腐蚀性介质作用的工业建、构筑物在设计使用年限内的正 常使用,特制定《工业建筑防腐蚀设计规范规范》。 结构的设计使用年限按国家标准《建筑结构可靠度设计统一标准》 GB50068确定。结构的设计使用年限可分为承载力的使用年限和耐 久性的使用年限。建筑、结构的腐蚀措施主要采取:①提高结构自身 的耐久性;②增加某些附加措施。有些附加措施(如:钢结构的表面 涂层)需要根据其使用年限进行多次修复或更换才能满足结构的设计 使用年限的要求。 新版《工业建筑防腐蚀设计规范》对地面面层、钢与混凝土结构表面 涂层等防护层提出使用年限的规定。 防护层使用年限是预估的使用年限,应在设计、施工、使用、维护等 各个环节上得以保证。 “合理设计”是指建筑防腐蚀设计应以国家标准《工业建筑防腐蚀设 计规范》为依据,正确分析设计条件,采取合理的防护措施。如果设 计不合理,实际使用效果一定很差。例如:某肉类加工厂的地面为了 防止脂肪酸的腐蚀作用而采用了耐酸混凝土(即水玻璃耐酸混凝土); 这种地面是耐脂肪酸的。但设计人员忽略了清洗地面时需要用碱水去 掉油酯的要求,而水玻璃类材料是不耐碱性介质的,所以这块地面使 用不久就腐蚀破坏了。

GB_50476-2008_混凝土结构耐久性设计的要求规范

GB_50476-2008_混凝土结构耐久性设计的要求规范

UDC中华人民共和国国家标准GB P GB/T 50476—2008混凝土结构耐久性设计规范Code for durability design of concrete structures2008—11—12发布2009—05—01实施中华人民共和国住房和城乡建设部联合发布中华人民共和国国家质量监督检验检疫总局中华人民共和国国家标准混凝土结构耐久性设计规范Code for durability design of concrete structuresGB/T 50476—2008主编部门:中华人民共和国住房和城乡建设部批准部门:中华人民共和国住房和城乡建设部施行日期:2009年5月1日中国建筑工业出版社2008北京中华人民共和国住房和城乡建设部公告第162号关于发布国家标准《混凝土结构耐久性设计规范》的公告现批准《混凝土结构耐久性设计规范》为国家标准,编号为GB/T 50476 2008,自2009年6月1日起实施。

本规范由我部标准定额研究所组织中国建筑工业出版社出版发行。

中华人民共和国住房和城乡建设部2008年11月12日本规范是根据建设部《关于印发(二00四年工程建设国家标准制定、修订计划>的通知》(建标[2004]67号文)要求,由清华大学会同有关单位共同编制而成。

在编写过程中,编制组开展了专题调查研究,总结了我国近年来的工程实践经验并借鉴了现行的有关国际标准,先后完成了编写初稿、征求意见稿和送审稿,并以多种方式在全国范围内广泛征求意见,经反复修改,最后审查定稿。

本规范共分8章、4个附录,主要内容为:混凝土结构耐久性设计的基本原则、环境作用类别与等级的划分、设计使用年限、混凝土材料的基本要求、有关的结构构造措施以及一般环境、冻融环境、氯化物环境和化学腐蚀环境作用下的耐久性设计方法。

混凝土结构的耐久性问题十分复杂,不仅环境作用本身多变,带有很大的不确定与不确知性,而且结构材料在环境作用下的劣化机理也有诸多问题有待进一步明确。

海水中钢筋混凝土桥梁结构防腐耐久性 技术措施分析

海水中钢筋混凝土桥梁结构防腐耐久性 技术措施分析

海水中钢筋混凝土桥梁结构防腐耐久性技术措施分析随着社会发展的需求与技术的进步,使得公路桥梁的建设由内陆水环境延伸为沿海甚至跨海环境,在新环境的要求下,钢筋混凝土桥梁的防腐耐久性技术日趋重要。

然而处于海水环境中的钢筋混凝土桥梁结构,由于氯盐环境的影响导致结构内的钢筋极易锈蚀,进而大幅度降低了桥梁的使用寿命,对结构的安全也带来了危害。

据工业发达国家报道,钢筋混凝土在海洋环境中的浪溅区及海洋大气区内,使用寿命大幅缩短,结构大量返修,造成的损失往往能达到总投资的40%。

本文主要分析了海水环境下桥梁结构腐蚀的原因,并就海水环境下的桥梁结构防腐耐久性技术措施从结构形式、构造及材料选择等几个方面进行分析论述。

最后,针对北方海洋环境下桥梁的设计和施工,提出具体的提高桥梁抗腐蚀性的技术措施。

一、海水环境下的桥梁结构腐蚀原因分析一般来讲,砼内部的高碱性能使钢筋表面形成一层钝化膜,保护钢筋免受锈蚀。

而钢筋锈蚀往往也就开始于其表面钝化膜的破坏。

在海水环境下,它的破坏主要有以下原因导致:首先是供氧不足。

一般来讲,钢筋表面钝化膜要保持良好需要一定浓度的氧流量(一般为0. 2~0. 3mA/m2),而水下环境的氧流量一般很低,进而导致钝化膜的厚度逐渐减小直至完全消失,导致钢筋非常缓慢的腐蚀。

再有,海水环境下的桥梁结构由于经常与海水接触并处于潮湿环境中,因各种原材料挟进砼中的氯离子以及海水中的大量氯离子不断渗入到钢筋周围,当此氯离子含量达到某一临界值时,钢筋的钝化膜开始破坏,丧失对钢筋的保护作用,从而引起钢筋锈蚀,削弱其有效断面,并引起膨胀,进而破坏砼保护层,形成恶性循环,加速砼结构破坏,使桥梁使用寿命受到严重威胁。

因此,必须进行防腐蚀耐久性设计,保证砼结构在设计使用年限内的安全和正常使用功能。

二、桥梁结构钢筋混凝土防腐蚀耐久性设计桥梁结构钢筋混凝土防腐蚀耐久性设计,应针对结构预定功能和所处的环境条件,选择合理的结构形式、构造和抗腐蚀性、抗渗性好的优质砼;对处于浪溅区和水位变动区的桥梁下部结构,宜采用高性能砼,或同时采用特殊的防腐措施,同时宜采用焊接性能好的钢筋。

钢筋混凝土的腐蚀机理与防护技术应用论文.doc

钢筋混凝土的腐蚀机理与防护技术应用论文.doc

钢筋混凝土的腐蚀机理与防护技术应用论文在工程设计中,场地地下水、土常常具有腐蚀性,腐蚀严重影响混凝土结构耐久性、可靠性。

在生产建立中的各类建、构筑地基根底常用的结构形式一般为钢筋混凝土结构,这些根底与地下水、土直接接触,建构筑物根底受到腐蚀性水、土的侵蚀,会引起根底混凝土剥落、丧失强度、钢筋锈蚀等现象,从而降低根底的耐久性,直接影响整个结构的使用平安。

因此,防腐蚀设计以成为建构筑物根底设计不可缺少的内容。

钢筋混凝土的腐蚀分为两局部:一局部是混凝土的腐蚀,另一局部是钢筋的腐蚀。

这里主要讲述硫酸盐及氯离子对钢筋混凝土的腐蚀机理。

2.1硫酸盐对混凝土的腐蚀机理。

混凝土硫酸盐腐蚀的机理是一个非常复杂的物理、化学过程,硫酸盐侵蚀引起的危害包括混凝土的整体开裂和膨胀以及水泥浆体的软化和分解,主要是通过物理、化学作用破坏水泥水化产物,使其丧失强度。

硫酸盐侵蚀的物理作用是指水土中的硫酸根离子通过混凝土孔隙进入混凝土结构中,在没有与混凝土中的组分发生化学反响以前,在干湿循环状态下,外部环境中的硫酸钠吸水发生结晶膨胀。

硫酸钠吸水后体积膨胀,一般表现为混凝土外表开裂、强度降低。

硫酸盐侵蚀的化学作用是指水土中的硫酸根离子通过混凝土孔隙进入混凝土结构中后与混凝土中的不同组分发生一系列的化学反响,这些化学反响生成的盐类矿物一方面由于吸收了大量水分子而产生体积膨胀导致混凝土的破坏,另一方面也可使水泥中硬化组分溶出或分解,导致混凝土强度和粘结性丧失。

2.2氯离子对钢筋的腐蚀机理。

水或土对钢筋的腐蚀主要为电化学反响过程。

混凝土中钢筋一般处于氢氧化钙提供的碱性环境中,在这种碱性环境中钢筋与氧化性物质作用,作用在金属外表形成一种致密的、覆盖性能良好的、牢固的吸附在金属外表上的钝化膜(水化氧化物nFe2O3·mH2O),对钢筋有很强的保护能力,防止钢筋进一步锈蚀。

相关研究说明钝化膜在高碱性环境中才是稳定的,当钢筋所处环境中pH<9时钝化膜逐渐破坏。

混凝土防护层厚度标准

混凝土防护层厚度标准

混凝土防护层厚度标准一、前言混凝土防护层厚度标准是指在混凝土结构中,为了保护钢筋不受到腐蚀等影响,需要在钢筋周围涂覆一层防护层,以确保混凝土结构的使用寿命和安全性。

本文将详细介绍混凝土防护层厚度的标准,包括国内外标准、防护层厚度的计算方法、应注意的事项等。

二、国内外标准1. 国内标准国内常用的混凝土防护层厚度标准主要包括以下几种:(1)GB50010-2010《混凝土结构设计规范》GB50010-2010规定,混凝土结构中的钢筋应涂刷一层防护层。

当钢筋直径小于等于25mm时,防护层厚度应不小于20mm;当钢筋直径大于25mm时,防护层厚度应不小于25mm。

在海洋环境等特殊条件下,防护层厚度应根据具体情况增加。

(2)JGJ 94-2008《建筑工程钢筋防腐蚀施工规范》JGJ 94-2008规定,混凝土中的钢筋应涂刷一层防护层。

在正常环境下,钢筋直径小于等于25mm时,防护层厚度应不小于20mm;当钢筋直径大于25mm时,防护层厚度应不小于25mm。

在海洋环境等特殊条件下,防护层厚度应根据具体情况增加。

(3)CJJ/T 190-2012《混凝土结构工程验收规范》CJJ/T 190-2012规定,混凝土结构中的钢筋应涂刷一层防护层。

当钢筋直径小于等于25mm时,防护层厚度应不小于15mm;当钢筋直径大于25mm时,防护层厚度应不小于20mm。

在海洋环境等特殊条件下,防护层厚度应根据具体情况增加。

2. 国外标准国外常用的混凝土防护层厚度标准主要包括以下几种:(1)ACI 318-14《Building Code Requirements for Structural Concrete and Commentary》ACI 318-14规定,混凝土结构中的钢筋应涂刷一层防护层。

在正常环境下,钢筋直径小于等于25mm时,防护层厚度应不小于16mm;当钢筋直径大于25mm时,防护层厚度应不小于19mm。

在海洋环境等特殊条件下,防护层厚度应根据具体情况增加。

海港工程混凝土结构防腐蚀技术规范52p

海港工程混凝土结构防腐蚀技术规范52p

关于发布《海港工程混凝土结构防腐蚀技术规范》的通知交水发[2000]651号各有关单位:由我部组织广州四航工程技术研究院(原交通部第四航务工程局科学研究所)等单位制定的《海港工程混凝土结构防腐蚀技术规范》,业经审查,现批准为强制性行业标准,编号为JTJ275-2000,自2001年5月1日起施行。

本规范的管理和出版组织工作由我部水运司负责,具体解释工作由广州四航工程技术研究院负责。

中华人民共和国交通部二○○○年十二月八日制定说明(条文说明)本规范根据交通部交基发[1996]1091号文“关于下达1996年度水运工程建设标准、定额编制计划的通知”和交通部原基建管理司基技字[1997]288号文“关于对《海港工程混凝土结构防腐蚀技术规范》制定工作大纲的批复”制定。

主编单位为广州四航工程技术研究院(原交通部第四航务工程局科学研究所),参加单位为中交水运规划设计院和南京水利科学研究院。

规范是在总结我国海港工程混凝土结构防腐蚀设计、施工、科研经验和成果的基础上,吸收和借鉴了国内外有关规范和先进技术成果,经征求有关单位的意见多次修改而成。

为便于使用者正确理解和掌握本规范的条文,在编写条文的同时编写了条文说明。

本规范条文、附录及条文说明的编写人员如下:第1章潘德强第2章潘德强杨松泉洪定海郭瑞伦第3章潘德强杨松泉第4章杨松泉第5章潘德强第6章潘德强洪定海第7章洪定海郭瑞伦附录A 洪定海附录B 潘德强附录C 郭瑞伦附录D 郭瑞伦附录E 洪定海本规范总校人员:姜明宝李永恒潘德强郭瑞伦本规范于2000年5月12日通过部审,于2000年12月8日颁布,2001年5月1日实施。

前言本规范是在总结我国50年来航务工程混凝土结构防腐蚀技术的科研成果和设计、施工经验的基础上,借鉴国内外有关标准和技术成果,并经广泛征求意见编制而成。

本规范共分7章18节和6个附录,并附条文说明。

内容主要包括结构形式和构造、普通混凝土、高性能混凝土等有关防腐蚀方面的要求和措施,以及海港工程采用混凝土表面涂层保护、硅烷浸渍保护、环氧涂层钢筋和钢筋阻锈剂等特殊防腐蚀措施的有关规定。

海工混凝土结构的腐蚀机理与防腐措施_1

海工混凝土结构的腐蚀机理与防腐措施_1

海工混凝土结构的腐蚀机理与防腐措施发布时间:2022-04-29T12:43:59.107Z 来源:《工程建设标准化》2022年37卷第1月第1期作者:蔡海信[导读] 由于受到海水以及潮湿自然环境的影响和干扰,海工混凝土结构时常会出现腐蚀性破坏问题蔡海信中交二公局东萌工程有限公司陕西省西安市 710000摘要:由于受到海水以及潮湿自然环境的影响和干扰,海工混凝土结构时常会出现腐蚀性破坏问题,在此过程当中海水当中的氯离子会侵蚀到混凝土钢筋表面,致使混凝土钢筋表面的钝化防护膜失去应有作用,在腐蚀过程当中会产生极为复杂的电化学腐蚀状况,而遭到腐蚀的海工混凝土结构都会失去原有的刚度和韧性,其使用寿命严重降低。

为了有效规避海水以及潮湿空气对海工混凝土结构带来的腐蚀作用,本文全面探究了海工混凝土结构的腐蚀机理,并提出了几项合理有效的防腐措施,以期为广大海工混凝土结构防护人员提供参考和借鉴。

关键词:海工混凝土结构;腐蚀机理;防腐措施;引言:开展海洋事业是推动我国社会主义经济持续发展的主要动力之一,所以我国海工工程项目的建设速度也在不断加快。

现代化海空工程项目通常会运用钢筋混凝土结构进行建设工作,将其作为主要的构筑材料结构。

而我国海洋面积极为庞大,海工事业的建设规模也在不断扩大,各大海港工程在实际建设期间,其结构建设的稳定性和安全性受到了广大行业内部人员的强烈关注。

以往已经正式投入运行的海工工程项目,已经被海水严重腐蚀。

因此,在未来的海工工程项目建设期间,必须要交钢筋混凝土结构防腐工作作为重点内容进行关注,避免腐蚀问题对设施的安全性造成侵扰和威胁。

1 海工混凝土结构的腐蚀机理1.1 混凝土腐蚀破坏及腐蚀现状分析在海工工程项目长期运行的过程当中,其结构外部的混凝土钢筋材料会在环境的作用下发生物理反应和化学反应,对其材料表面产生极大的腐蚀,使其耐久性以及力学性都会出现严重的下降。

而在混凝土被腐蚀破坏的过程当中,其内部钢筋也会逐渐暴露在空气当中,当钢筋的锈胀力过大时就会出现开裂问题,一旦钢筋材料开裂就会严重威胁到海工工程的稳定性和安全性。

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钢筋混凝土结构的腐蚀及防护措施(标准版)Security technology is an industry that uses security technology to provide security services to society. Systematic design, service and management.( 安全管理 )单位:______________________姓名:______________________日期:______________________编号:AQ-SN-0623钢筋混凝土结构的腐蚀及防护措施(标准版)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。

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。

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