混凝土结构的腐蚀及防腐措施
混凝土的腐蚀与防腐措施
混凝土的腐蚀与防腐措施混凝土作为一种常见的建筑材料，在各种工程中被广泛使用。
然而，混凝土也容易受到腐蚀的影响，从而降低其强度和使用寿命。
本文将探讨混凝土的腐蚀原因以及可采取的防腐措施。
一、混凝土的腐蚀原因混凝土的腐蚀主要是由于以下几个方面原因：1. 外界环境因素：混凝土通常在各种恶劣的环境中使用，例如海洋环境中的盐雾、酸雨等，这些环境对混凝土的腐蚀作用较大。
2. 内部因素：混凝土中的一些化学成分本身就具有腐蚀性，例如硫酸盐、氯离子等，它们会与混凝土内部的钙石灰石反应，导致混凝土的腐蚀。
3. 缺陷与损伤：混凝土结构中的裂缝、孔洞等缺陷会导致水分和气体渗透到混凝土内部，从而引发腐蚀。
二、混凝土腐蚀的分类根据腐蚀的形式，混凝土腐蚀可以分为以下几种类型：1. 碳化：主要是由于二氧化碳进入混凝土中与钙石灰石反应，导致钢筋腐蚀和混凝土强度降低。
2. 氯盐侵蚀：海水中的氯离子会渗透到混凝土中，与钢筋发生化学反应，进而破坏混凝土结构。
3. 硫酸盐侵蚀：硫酸盐在一些工业废水中存在，会与混凝土内的钙石灰石反应，导致混凝土的腐蚀。
4. 冻融循环：在低温和高温交替时，水在混凝土中冻结和融化，会引起混凝土的体积变化和开裂，从而导致腐蚀。
三、混凝土防腐措施为了延长混凝土的使用寿命和提高结构的稳定性，人们采取了各种防腐措施，下面介绍几种有效的方法：1. 表面涂层：通过在混凝土表面涂覆阻隔涂层，可以有效地防止外界环境因素对混凝土的侵蚀。
涂层可以是聚合物涂料、硅酸盐涂料等，选择合适的涂层取决于具体使用环境。
2. 防水处理：混凝土的水化反应过程中会产生较多的孔隙和细小裂缝，这些都是混凝土腐蚀的通道。
通过混凝土防水处理，可以减少这些通道，阻止水分和气体的渗透。
3. 添加防腐剂：在混凝土的配比中添加防腐剂，可以改善混凝土的耐腐蚀性能。
例如，添加硅酸盐、硫酸盐等化学物质，可以减少混凝土与外界环境的反应。
4. 钢筋防腐：钢筋是混凝土中重要的构件，其防腐处理至关重要。
混凝土结构防腐标准
混凝土结构防腐标准混凝土是一种常用的建筑材料，它具有强度高、耐久性好等优点，但是在某些特殊的环境下，混凝土也会发生腐蚀现象。
为了保证混凝土结构的长期使用和安全性能，需要对混凝土结构进行防腐处理。
本文将从防腐的原因、防腐的方法和防腐的标准三个方面进行详细介绍。
一、防腐的原因混凝土结构发生腐蚀的原因主要是由于混凝土内部的钢筋受到氧化、酸碱等因素的侵蚀，导致钢筋的膨胀、开裂，最终导致混凝土结构的损坏。
因此，防腐的主要目的就是保护混凝土内部的钢筋不受外界因素的侵蚀。
二、防腐的方法1、防腐涂料法防腐涂料是一种涂在混凝土表面的保护层，可以有效地防止混凝土受到氧化、酸碱等因素的侵蚀，从而达到防腐的目的。
防腐涂料的种类有很多，常用的有环氧树脂防腐涂料、聚氨酯防腐涂料等。
在选择防腐涂料时需要根据混凝土结构的使用环境、使用寿命等因素进行综合考虑。
2、防腐混凝土法防腐混凝土是一种添加了防腐剂的混凝土，可以有效地防止混凝土内部的钢筋受到氧化、酸碱等因素的侵蚀，从而达到防腐的目的。
防腐混凝土的防腐剂种类有很多，常用的有铁氰化钾、磷酸铁、磷酸锌等。
在添加防腐剂时需要根据混凝土结构的使用环境、使用寿命等因素进行综合考虑。
3、防腐包裹法防腐包裹是一种把混凝土结构包裹在防腐材料中，从而达到防腐的目的。
常用的防腐材料有聚乙烯、聚氨酯等。
在选择防腐材料时需要根据混凝土结构的使用环境、使用寿命等因素进行综合考虑。
三、防腐的标准防腐的标准主要是指对混凝土结构防腐处理的技术要求和验收标准。
具体标准如下：1、防腐涂料法（1）涂料的品种、规格、用量应符合规定；（2）涂料施工的环境温度、湿度、风力、时间等应符合规定；（3）涂料应均匀涂刷，不得漏刷、多刷、死角等现象；（4）涂料的厚度应符合规定，一般要求涂层厚度在0.1mm以上。
2、防腐混凝土法（1）防腐剂的种类、规格、用量应符合规定；（2）混凝土的配合比应符合规定；（3）混凝土应充分振捣，不得有空隙、漏筋等现象；（4）混凝土的坍落度应符合规定，一般要求坍落度在100mm左右。
混凝土结构防腐蚀的实用方法
混凝土结构防腐蚀的实用方法一、引言混凝土结构是建筑工程中广泛采用的一种材料。
然而，混凝土结构在长期使用过程中会受到各种自然环境和人为因素的影响，导致腐蚀、开裂、老化等问题，严重影响结构的安全性和使用寿命。
因此，混凝土结构防腐蚀是建筑工程中必不可少的一项技术工作。
本文将详细介绍混凝土结构防腐蚀的实用方法，希望能为读者提供有用的参考。
二、混凝土结构腐蚀原因分析混凝土结构腐蚀主要受以下因素影响：1. 自然环境因素：如气候、温度、湿度、降雨等。
2. 化学因素：如酸碱性、盐度等。
3. 人为因素：如施工质量、使用环境等。
以上因素都会导致混凝土结构表面的保护层破坏，使内部钢筋暴露在外，进而引起钢筋锈蚀，从而使混凝土结构的使用寿命缩短。
三、混凝土结构防腐蚀的实用方法1. 表面防护混凝土结构的表面防护是防止混凝土结构表面保护层受到破坏，进而保护结构内部钢筋不受腐蚀的重要手段。
表面防护的方法包括：（1）涂层防护：涂层防护是目前最常用的混凝土表面防护方法。
涂层可以涂刷在混凝土表面，形成一层保护膜，防止外界环境对混凝土结构的侵蚀。
常用的涂层材料有聚氨酯、环氧树脂、有机硅等。
（2）砖瓦、石材等外覆层：这种方法适用于一些特殊的建筑结构，如立面墙等。
外覆层可以形成一个保护膜，防止混凝土结构受到侵蚀。
（3）喷涂混凝土：喷涂混凝土也是一种表面防护方法，它可以在混凝土表面形成一个厚实的保护层，保护混凝土结构的表面不受侵蚀。
2. 钢筋防护钢筋防护是防止钢筋锈蚀的重要手段。
钢筋防护的方法包括：（1）阴极保护：阴极保护是一种电化学方法，它可以通过施加电流的方式将钢筋表面变成阴极，从而防止钢筋发生氧化反应。
阴极保护广泛应用于桥梁、隧道、码头等混凝土结构中。
（2）涂层防护：涂层防护也可以应用于钢筋防护。
涂层可以在钢筋表面形成一层保护膜，防止外界的氧化物对钢筋的侵蚀。
常用的涂层材料有环氧树脂、有机硅等。
（3）缩小混凝土裂缝：当混凝土结构发生裂缝时，裂缝会使钢筋暴露在外，容易受到氧化物的侵蚀。
混凝土结构的腐蚀及防腐措施
混凝土结构的腐蚀及防腐措施混凝土腐蚀的主要原因有三个方面：一是物理腐蚀，主要来自于外界环境的侵蚀，例如水分、阳光、温度变化等因素；二是化学腐蚀，主要是来自于地下水、土壤中的酸碱物质等化学物质的侵蚀；三是生物腐蚀，例如细菌、霉菌等微生物的侵蚀。
为了延长混凝土结构的使用寿命，减少腐蚀带来的影响，我们可以采取以下的防腐措施：1.选用高质量的混凝土材料：选择合适的水泥、砂、骨料等原材料，确保混凝土的强度和抗腐蚀性能。
可以添加一些抗腐蚀剂和阻隔剂等混凝土添加剂，提高混凝土的耐久性。
2.增加混凝土的致密性：通过控制混凝土的配合比、加强混凝土的振捣和脱模工艺，使得混凝土更加致密，减少水分和气孔对混凝土结构的侵蚀。
3.加强混凝土表面的防护：混凝土表面可以进行防水处理，例如使用防水涂料或者水玻璃等材料进行涂刷，防止水分的侵入。
还可以涂刷一层环氧树脂或者聚氨脂涂层，提高混凝土的抗化学腐蚀性能。
4.做好混凝土结构的养护工作：新浇筑的混凝土结构需要进行适当的养护，保持湿润环境，加速混凝土的硬化过程，提高其抗腐蚀能力。
5.定期对混凝土结构进行检测和维修：定期对混凝土结构进行检测，发现腐蚀和损坏问题及时维修，防止问题扩大。
6.防止电化学腐蚀：在混凝土结构中，使用阴极保护技术，将阳极材料设为结构的一部分，以保持结构材料的电位稳定，防止电化学腐蚀的发生。
7.防止生物腐蚀：在混凝土结构中添加一些抗生物腐蚀剂，防止细菌、霉菌等微生物的侵蚀。
此外，加强排水系统的设计，防止水分滞留，也可以减少生物腐蚀的发生。
8.采用防腐措施：对于特殊环境中的混凝土结构，可以采用专门的防腐措施，例如包封式防腐涂层、胶凝耐酸材料等，提高结构的抗腐蚀性能。
总之，混凝土结构的腐蚀是建筑使用中不可避免的问题，但通过合理的防腐措施，可以延长混凝土结构的使用寿命。
在设计、施工和维护过程中，需要加强对混凝土结构的防腐意识和技术措施，以提高混凝土结构的耐久性和安全性。
混凝土的抗腐蚀性能与防腐措施
混凝土的抗腐蚀性能与防腐措施混凝土是一种普遍应用于建筑、基础设施和工程结构中的材料，其重要性不可忽视。
然而，随着时间的推移，混凝土很容易受到气候、化学物质和其他外部因素的腐蚀影响。
因此，了解混凝土的抗腐蚀性能以及采取相应的防腐措施是至关重要的。
一、混凝土的抗腐蚀性能1. 抗硫酸盐腐蚀性能硫酸盐是混凝土结构最常见的腐蚀因素之一。
当混凝土暴露在高硫酸盐含量的环境中时，硫酸盐会与混凝土中的钙、铝、硅等元素发生化学反应，导致混凝土的体积膨胀，并逐渐破坏混凝土的结构。
因此，在建筑设计和施工中，应根据所处环境的硫酸盐浓度来选择合适的混凝土配方，增加混凝土的抗硫酸盐腐蚀性能。
2. 抗氯离子腐蚀性能氯离子是另一个常见的混凝土腐蚀因素。
当混凝土中的氯离子浓度过高时，它们会渗透到混凝土内部，并与混凝土中的钢筋发生腐蚀反应，导致钢筋锈蚀和混凝土的开裂。
为了增强混凝土的抗氯离子腐蚀性能，可以使用掺有氯离子抑制剂的混凝土，或者在混凝土表面涂覆防水涂料来减少氯离子的侵入。
3. 抗碳化腐蚀性能碳化是混凝土腐蚀的另一个重要原因。
当混凝土暴露在高浓度二氧化碳或其他酸性气体的环境中时，碳酸反应会导致混凝土中的钙化合物溶解，降低混凝土的碱度，使得钢筋失去保护，从而引起钢筋锈蚀和混凝土的脆化破坏。
为了提高混凝土的抗碳化腐蚀性能，可以控制混凝土中碳化的深度和速度，增加混凝土的碱度，并采取有效的防护措施，如表面抹灰、涂层或防碳化涂料等。
二、混凝土的防腐措施1. 混凝土配方设计混凝土配方设计是防腐的基础。
在设计混凝土配方时，应综合考虑施工环境、材料性能和使用要求等因素。
选择合适的胶凝材料、骨料、掺合料和外加剂，并按照一定比例组合，以提高混凝土的强度、致密性和耐腐蚀性。
2. 表面防护措施混凝土表面的防护措施可以有效减少腐蚀的发生。
常见的表面防护措施包括表面抹灰、喷涂防水涂料和涂层等。
抹灰可以填平混凝土表面的毛细孔隙，减少水分和有害物质的渗透。
混凝土结构中的防腐措施
混凝土结构中的防腐措施一、引言混凝土结构是建筑和工程中最常见的结构形式之一。
由于其优越的性能和较低的成本，混凝土结构已经被广泛应用于建筑、桥梁、隧道、港口等工程领域。
然而，在某些环境下，混凝土结构也会受到腐蚀的影响，从而导致结构的失效和安全隐患。
因此，在混凝土结构中采取防腐措施显得尤为重要。
二、腐蚀的原因混凝土结构腐蚀的原因主要有以下几个方面：1. 酸碱腐蚀：酸性或碱性环境中，混凝土会被腐蚀。
例如，在化学工厂、污水处理厂等工业环境中，混凝土结构容易被腐蚀。
2. 氯离子侵蚀：氯离子是混凝土结构最常见的腐蚀因素之一。
当混凝土中的氯离子含量超过一定限度时，会导致钢筋锈蚀，从而破坏混凝土结构的强度和稳定性。
3. 水分侵蚀：在潮湿的环境中，混凝土结构容易被水分侵蚀，从而导致混凝土的龟裂、脱落等现象。
三、防腐措施为了防止混凝土结构的腐蚀，可以采取以下措施：1. 选用适合的材料在设计混凝土结构时，应根据工程环境的特点选择适合的混凝土材料。
例如，在酸碱环境下，应选用耐酸碱的混凝土；在海洋环境中，应选用抗氯离子侵蚀的混凝土。
此外，为了防止钢筋锈蚀，还可以选用不锈钢钢筋或玻璃纤维钢筋等材料，以提高混凝土结构的抗腐蚀性。
2. 加强混凝土结构的密实性混凝土结构的密实性决定了其抗腐蚀性能。
为了提高混凝土结构的密实性，可以在混凝土中加入适量的粉煤灰、硅灰等材料，以减少混凝土中的孔隙度。
此外，在混凝土施工过程中，还应注意控制混凝土的水灰比，以确保混凝土的密实性。
3. 加强混凝土结构的覆盖层混凝土结构表面的覆盖层可以起到保护混凝土的作用。
为了增强混凝土结构的防腐能力，可以在混凝土表面加涂防腐涂料或涂刷防腐油漆等材料。
此外，还可以在混凝土表面加贴防腐膜或铝箔等材料，以增强混凝土表面的防护能力。
4. 加强混凝土结构的维护混凝土结构的维护是保持其防腐能力的关键。
定期检查和维护混凝土结构，可以及时发现和处理混凝土结构的缺陷，防止结构的进一步腐蚀和破坏。
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。
混凝土中的腐蚀原理及防治
混凝土中的腐蚀原理及防治混凝土是一种常用的建筑材料，在各种建筑中都有广泛的应用。
但是，长期使用后，混凝土可能会遭受腐蚀，降低其强度和耐久性。
混凝土的腐蚀原理主要有以下几种：碳化腐蚀、氯离子腐蚀、硫酸盐腐蚀和碱-骨料反应等。
一、碳化腐蚀碳化腐蚀是混凝土中最常见的一种腐蚀形式。
当混凝土表面暴露在空气中时，混凝土表面的碳酸盐会与大气中的二氧化碳反应，形成碳酸氢盐。
随着时间的推移，表面的碳酸氢盐会逐渐渗入混凝土内部，与水泥基质中的钙化合物反应，形成碳化物。
碳化物的形成会导致混凝土的PH值减小，进而导致钢筋锈蚀。
二、氯离子腐蚀氯离子腐蚀是混凝土中最严重的一种腐蚀形式之一。
氯离子可以通过混凝土表面的微小孔隙渗入混凝土内部，进而与钢筋表面的保护层反应，形成氯化物。
氯化物可以使得钢筋表面的保护层脱落，导致钢筋发生腐蚀，从而导致混凝土的强度和耐久性下降。
三、硫酸盐腐蚀硫酸盐腐蚀是混凝土中较为罕见的一种腐蚀形式。
硫酸盐可以通过土壤或地下水渗入混凝土中，进而与混凝土中的钙化合物反应，形成硬质的石膏。
石膏的体积较大，会导致混凝土的体积膨胀，从而使混凝土发生开裂，进而导致混凝土的强度和耐久性下降。
四、碱-骨料反应碱-骨料反应是混凝土中一种较为罕见的腐蚀形式。
当混凝土中的硅酸盐反应过程中，硅酸盐会与碱性水泥反应，形成碳酸盐和硅酸盐胶体。
这种胶体可以与骨料表面的硅酸盐反应，形成胶体颗粒。
这些胶体颗粒会导致混凝土的体积膨胀，从而导致混凝土的开裂和强度下降。
以上是混凝土的腐蚀原理，接下来我们将介绍一些常用的混凝土腐蚀防治方法。
一、增加混凝土的密实性混凝土的密实性越高，其孔隙率就越低，对外界的侵蚀就越小。
因此，增加混凝土的密实性是防止混凝土腐蚀的重要方法之一。
常见的方法包括：选用高品质的水泥和骨料、控制混凝土的水灰比、采用合理的混凝土配合比、增加混凝土中的细集料、使用气泡剂等。
二、使用防腐涂料在混凝土外表面涂覆一层防腐涂料，可以有效地防止混凝土的腐蚀。
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1 腐蚀机理分析1·1 混凝土的腐蚀机理混凝土的腐蚀是一个很复杂的物理的、物理化学的过程.由于混凝土腐蚀机理的复杂性,对混凝土腐蚀的分类还没达成一个共同的认识,但一般都倾向于采用前苏联学者B·M.莫斯克文为代表所提出的分类方法[3].将混凝土的腐蚀分为3类:溶蚀性腐蚀、某些盐酸溶液和镁盐的腐蚀、结晶膨胀型腐蚀. 所以,混凝土的腐蚀机理可从以下3类入手:物理作用、化学腐蚀、微生物腐蚀.1·1·1 物理作用物理作用是指在没有化学反应发生时,混凝土内的某些成分在各种环境因素的影响下,发生溶解或膨胀,引起混凝土强度降低,导致结构受到破坏.物理作用主要包括2类:侵蚀作用和结晶作用.(1)侵蚀作用:当环境中的侵蚀性介质(如地下软水,河流、湖泊中的流水)长期与混凝土接触时,将会使混凝土中的可溶性成分(如Ca(OH)2)溶解.在无压力水的环境下,基础周围的水容易被溶出的Ca(OH)2饱和,使溶解作用终止.侵蚀作用仅仅发生在混凝土表面,影响不大.但在流水或压力水作用下, Ca(OH)2会不断溶解、流失,使混凝土强度减小,pH值降低,孔隙率增大,腐蚀性介质更容易进入混凝土内部,如此循环,导致混凝土结构破坏.(2)结晶作用:混凝土是一种非常典型的孔隙材料.环境中的某些盐类侵入到混凝土的毛细孔道中,在湿度较大时会溶解,但在湿度较低或低温环境下会吸水结晶.随着孔隙中晶体的不断析出、积累,毛细孔中的晶体体积将不断膨胀,对混凝土孔壁造成极大的结晶压力,从而引起混凝土的膨胀开裂.寒冷地区的冻融破坏也属于此类反应.1·1·2 化学腐蚀化学腐蚀是指混凝土中的某些成分与外部环境中腐蚀性介质(如酸、碱、盐等)发生化学反应生成新的化学物质而引起混凝土结构的破坏.化学腐蚀可归纳为两大类:分解类腐蚀和分解结晶复合类腐蚀.(1)分解类腐蚀混凝土中的有效成分与某些腐蚀性介质发生复分解反应,生成了新的物质. (2)分解结晶复合类腐蚀混凝土中的Ca(OH)2与腐蚀性介质发生反应,生成某些新的钙盐,这些钙盐在混凝土的毛细孔中可结合大量的水而形成体积较大的晶体,造成水泥石胀裂破坏. 1·1·3 微生物腐蚀从目前来看,生物对混凝土的腐蚀问题尚未引起国内重视[4].据了解,独联体国家由于混凝土遭受生物腐蚀所造成的经济损失,到20世纪90年代初已达到5·5亿美元/a,而且还有继续增加的趋势.生物对混凝土的腐蚀大致有2种形式:①生物力学作用.②类似于混凝土的化学腐蚀. 1·2 钢筋的腐蚀机理电化学腐蚀是混凝土中钢筋腐蚀的根本原因.钢筋发生电化学腐蚀需具备以下几个条件[5]: (1)有阴极、阳极和电位差; (2)有离子通路(电解质); (3)有电子通路.多数情况下,钢筋混凝土都满足钢筋腐蚀的电化学条件.通常在钢筋表面的非钝化区域处于活化状态,形成腐蚀电池的阳极,可以自由释放电子,形成电子通路;在钝化区将形成腐蚀电池的大阴极,在该区域钢筋表面存在足够多的水和氧(电解质)[5].由于钢筋材质和表面的非均匀性,钢筋表面总有可能形成电位差.因此,在潮湿环境下就可发生电化学反应,反应生成的Fe(OH)2不稳定,在氧气充足的情况下,会进一步氧化成红铁锈,体积膨胀数倍,使得混凝土表面胀裂,钢筋力学性能下降.2 腐蚀因素及其作用规律钢筋混凝土基础属于地下结构.影响其腐蚀的因素主要有以下几种:混凝土的密实性、抗化学腐蚀性、碱骨料反应以及钢筋的锈蚀等.2·1 密实性混凝土的密实性直接影响混凝土的其他耐久性因素,如抗冻性、抗化学侵蚀性等.由于水泥在水化过程中会出现一些毛细孔隙,所以混凝土结构不可能绝对密实.从理论上讲,硅酸盐水泥完全水化所结合的水量只占水泥质量的%,但为了保证有必要的毛细孔作为供水通道,使水泥完全水化的最少需水量为%.因此,实际用水量都要比理论值偏大,从而使水灰比增大,混凝土的密实性减小.2·2 抗化学腐蚀性2·2·1 硫酸盐腐蚀硫酸盐腐蚀在不同条件下主要有2种形式:E盐破坏和G盐破坏.E盐破坏即钙钒石膨胀破坏,通常发生在SO2-4质量浓度低于1000mg/L的情况下,其破坏产物为钙钒:4CaO·Al2O3·12H2O+3SO2-4+2Ca(OH)2+20H2O 3CaO·Al2O3·3CaSO4·31H2O+6OH-,反应生成的钙钒石是溶解度极小的盐类矿物,极限石灰质量浓度只有L,即使在很低质量浓度的石灰溶液中也能稳定存在.此类物质呈针柱状晶体,又称之为“水泥杆菌”,其体积增加了倍,在混凝土内产生了巨大的膨胀应力.2·2·2 镁盐腐蚀镁盐主要以MgSO4和MgCl2的形式存在.当渗入到混凝土中,将会与水泥石中的Ca(OH)2发生复分解反应:Ca(OH)2+MgSO4+2H2O CaSO4·2H2O+Mg(OH)2↓;Ca(OH)2+MgCl2CaCl2+Mg(OH)2↓.反应生成的固相物质Mg(OH)2积聚在混凝土孔隙内,在一定程度上可以阻止外界侵蚀性介质的侵入,但该反应消耗了大量的Ca(OH)2,使混凝土的pH值降低,导致水泥石中的水化硅酸钙和水化铝酸钙与呈酸性的镁盐发生反应.以MgSO4为例:3CaO·Al2O3·6H2O+3MgSO4+6H2O 3(CaSO4·2H2O)+2Al(OH)3+3Mg(OH)2↓,3CaO·2SiO2·3H2O+3MgSO4+9H2O 3(CaSO4·2H2O)+2SiO2·3H2O↓+3Mg(OH)2↓,反应生成的Mg(OH)2还能与铝胶、硅胶缓慢反应:2Al(OH)3+Mg(OH)2Mg(AlO2)2+4H2O;2SiO2·3H2O+2Mg(OH)22MgSiO3+5H2O,结果将导致水泥石的粘结力下降,混凝土的强度大大降低.2·2·3 氯盐腐蚀这里的氯盐是指自由氯离子,已结晶固化的氯化物一般对混凝土不会有破坏作用.基于所处环境的不同,外部氯离子一般通过渗透、扩散等方式侵入混凝土中.它们可以和混凝土中的Ca(OH)2、3CaO·2Al2O3·3H2O等发生反应,生成易溶的CaCl2和带有大量结晶水且比反应物体积大几倍的固相化合物.反应式如下:Ca(OH)2+2Cl-CaCl2+2OH-;3CaCl2+3CaO·Al2O3·6H2O+25H2O 3CaO·Al2O3·3CaCl2·31H2O.由上述反应式可以发现,Ca(OH)2的大量消耗,破坏了C—S—H凝胶和Ca(OH)2之间的平衡,导致C—S—H凝胶被大量分解,最终导致混凝土表面的溃散.此外,在混凝土干湿交替带,大量的CaCl2还会产生氯化钙结晶(CaCl2·6H2O)腐蚀.2·3 钢筋锈蚀钢筋的锈蚀是一个电化学过程,由铁变成氧化铁,体积膨胀,钢筋锈蚀的不利影响主要表现在以下几个方面:(1)混凝土顺筋开裂.钢筋在锈蚀过程中,体积会膨胀,根据最终锈蚀产物的不同,可膨胀2~6倍,对混凝土造成巨大的膨胀应力,使混凝土沿钢筋产生顺筋裂缝.一般来说,当混凝土内钢筋腐蚀率达到1%左右时,混凝土表面将会产生顺筋裂缝.(2)钢筋与混凝土的粘结力下降.随着钢筋锈蚀反应的发生,钢筋与混凝土之间的粘结力将发生很大变化.在钢筋锈蚀初期(混凝土表面没有产生顺筋裂缝),钢筋与混凝土间的粘结力会随着锈蚀量的增加而有所提高,但当钢筋锈蚀到一定程度时(混凝土表面产生顺筋裂缝),粘结力将随锈蚀产物的增加而明显下降,甚至丧失,导致钢筋与混凝土不能协同工作.在荷载作用下,构件滑移增大,变形显著,严重时会使结构(构件)发生局部或整体失效.(3)钢筋有效面积减小.钢筋在锈蚀过程中,其表面形成的锈蚀产物呈膨松状,承载力几乎丧失,使钢筋能够承受荷载的有效面积减小,实际承载力下降.3 防腐措施3·1 重视选材3·1·1 水泥水泥是混凝土的重要组成部分,其性质对混凝土结构耐久性有着重要影响.根据腐蚀环境的不同,合理选择水泥品种有利于提高混凝土的耐久性.水泥中的碱性物质能在钢筋表面形成钝化膜,这也是混凝土能够保护钢筋免遭锈蚀的基本条件.有资料表明[5]:当混凝土的pH值<时,钝化膜生成困难或已经生成的钝化膜逐渐破坏;当pH值处于~之间时,钢筋表面的钝化膜不完整,不能完全保护钢筋免受腐蚀;当pH值>时,钢筋才能完全处于钝化状态.然而随着水泥中碱含量的增加,发生碱骨料反应的概率也将增大,对混凝土的耐久性也不利.因此,无论选择低碱水泥还是高碱水泥,都应按实际情况考虑以上2种不利影响.如果有条件使用非碱活性骨料,那么水泥中的碱含量可不受限;若条件不允许,应严格控制进入混凝土中的K+、Na+,最大限度地保持混凝土的高碱环境;否则,要采用附加措施,如使用钢筋阻锈剂、环氧涂层钢筋等.对于硫酸盐腐蚀环境,可考虑选择抗硫酸盐硅酸盐水泥.但要根据实际的腐蚀环境,合理选择水泥品种.乔宏霞等通过研究表明[6]:抗硫酸盐水泥在抵抗硫酸盐侵蚀过程中有一定效果,但并不能在恶劣环境下坚持太长时间,尤其在干湿交替的恶劣环境下,抗硫酸盐水泥并不比普通水泥好.值得注意的是,抗硫酸盐水泥只是对一定质量浓度的硫酸根离子的纯硫酸盐有耐腐蚀性,并不能耐一切硫酸盐介质的腐蚀(如对硫酸铵、硫酸镁、硫酸等).一般来说,当SO2-4质量浓度低于2500mg/L时,可选择中抗硫酸盐水泥(C3A<5%, C3S<50% )或掺粉煤灰的普通水泥;当SO2-4质量浓度低于8000mg/L时,可选用高抗硫酸盐水泥(C3A<2%,C3S<35% )或掺粉煤灰的中抗硫酸盐水泥;当SO2-4质量浓度高于8000mg/L或处于干湿循环、冻融循环等严酷环境下,不能简单地选择抗硫酸盐水泥,应考虑其他措施.总的来说,在腐蚀环境下,水泥的选择应根据实际情况综合确定.但必须注意的是,在腐蚀环境下不应采用硅酸盐水泥,尤其不能用于永久性的地下基础结构.3·1·2 外加剂外加剂是一种掺量小,但对混凝土性能影响巨大的新材料,也是研制高性能混凝土必不可少的成分之一.其优点虽然很多,但也有弊端.所以,在今后使用外加剂时,应着重注意以下几个方面: (1)深入研究外加剂的后期工作机理.由于外加剂的的发展历史并不长,人们对其后期工作机理研究得并不是很透彻,对它们进行全面、正确的认识还有待于长期的、大量的工程实践和研究;否则,难以保证其长期有效性. (2)综合考虑外加剂的所有不利影响.使用外加剂时,除了要看到它有利的一面,还要重视其不利的一面.(3)严格控制外加剂中的有害杂质含量.(4)积极推广技术成熟的外加剂产品,慎用技术不成熟的外加剂.3·1·3 矿物掺合料矿物掺合料是影响混凝土耐久性的重要组分.大量的试验研究与工程实践表明,使用矿物掺合料能显著改善混凝土的微观结构,增加混凝土的密实性和抗冻性.尤其在硫酸盐环境、冻融环境下,合理使用矿物掺合料能显著提高混凝土的耐久性.尽管如此,在今后使用掺合料时还应注意2点: (1)加强对各种矿物掺合料的综合性能研究.同种掺合料会对混凝土耐久性产生多种不同的影响.如硅灰的使用虽然能提高混凝土的抗硫酸盐侵蚀,但它也会引起混凝土的早裂问题,对基础结构的影响较严重.此外,同种掺合料在不同环境下对提高混凝土的耐久性也有差别.3·1·4 特种钢筋特种钢筋在耐腐蚀性方面是普通钢筋难以相比的.在恶劣的海洋环境、干湿交替环境以及对结构物耐久性要求较高的环境下,建议选择特种钢筋.根据国外的研究表明[7],不锈钢筋在不需要维护的条件下,在极其恶劣的海洋腐蚀环境下可达到60a以上不损坏,这足以满足绝大多数建筑物的使用寿命要求.3·2 重视干湿交替环境下的混凝土耐久性设计在干湿交替环境下,混凝土表面易遭到盐类结晶腐蚀,尤其是硫酸盐腐蚀.王琴等通过试验表明[8],在硫酸钠干湿循环作用下,混凝土相对动弹性模量在初期有轻微上升,但随着时间变化动弹性模量下降剧烈,循环结束后动弹性模量损失最大达到%.这主要是因为干湿循环一方面使混凝土内的硫酸盐溶液在瞬间达到最大,加快了化学反应的速度,钙矾石膨胀加快;另一方面干燥环境下混凝土发生收缩,内部产生拉应力,有一些微裂缝产生,降低了混凝土的渗透性,使硫酸根离子更易渗透进入混凝土中.此外,干湿交替环境对混凝土内钢筋腐蚀也比较严重.3·3 关于混凝土裂缝控制等级和钢筋保护层厚度关于混凝土表面裂缝及裂缝宽度对混凝土内钢筋的腐蚀速率的影响存在2种观点.第一种观点认为,裂缝的产生增加了腐蚀性介质的渗入,加速了混凝土内钢筋腐蚀速率;第二种观点认为,裂缝对混凝土内钢筋腐蚀速率并不产生重要影响,裂缝仅使腐蚀的时间提前,钢筋腐蚀的速率只取决于阴、阳极之间的电阻率及阴极处的供氧量,腐蚀速率与裂缝宽度无直接关系.目前一致的观点是:适当增加钢筋保护层厚度,能显著降低钢筋腐蚀速率,提高混凝土的耐久性.因为增加保护层厚度可以降低阴极区的O2以及有害离子(如Cl-)在混凝土中的扩散系数.钢筋阻锈剂钢筋阻锈剂已被美国混凝土学会(ACI318)确定为钢筋保护的3大长期有效措施(钢筋阻锈剂、环氧涂层钢筋、阴极保护)之一.钢筋阻锈剂之所以能保护钢筋,主要是因为它能抑制、阻止并延缓钢筋腐蚀的电化学过程.在混凝土中加入钢筋阻锈剂主要起到2个方面作用:一方面推迟了钢筋开始锈蚀的时间;另一方面减缓了钢筋锈蚀发展的速度.阴极保护技术阴极保护的效果已被大量的工程实践所证实,并得到美国混凝土协会(ACI)和美国腐蚀工程师协会的认可.国外不少国家已制订了相关标准,为阴极保护的实施提供了技术依据.该方法适用的环境条件主要有土壤腐蚀环境、海水环境等.因为这些环境中的介质通常具有良好的导电性.地基处理(1)污染土的处理,即换填法.就是把污染的土层清除,然后换填无污染的土或采用性能稳定且耐酸碱度的砂、砾作为回填材料. (2)地下污染水的处理,即换水处理法.从工程实践来看,该法主要通过抽水-注水的方式对受污染的地下水进行中和、稀释.对于污染较严重的地下水,可采用注入碱水的方法进行中和处理,但碱水的pH值不宜过大(8~9即可),以免对地基土造成碱性污染.(3)设置基础隔离墙.基础隔离墙作为保护基础防腐的第一道防线,可有效提高基础的耐久年限.4 几点建议综上所述,要想提高钢筋混凝土基础结构的耐久性,除了要搞清楚其腐蚀机理、腐蚀因素以及有针对性地采取一系列有效措施外,还应在今后的防腐设计中注意以下几点:(1)要重视前期防护工作,以预防为主,着眼于长远经济效益.要充分吸取一些发达国家的经验教训,避免重蹈覆辙.(2)在混凝土耐久性研究中,不应只注重单因素对混凝土的影响,应着重加强多因素耐久性研究,建立钢筋混凝土的多因素耐久性模型.(3)建立混凝土结构的耐久性监测和分析的数据库和专家系统,为中国今后的混凝土耐久性设计和评估提供经验和依据.而不应只参考国外数据,毕竟各国对混凝土耐久性设计的要求有所不同,这就要求中国今后应对不同地区的各种建(构)筑物的耐久性进行大量调查和统计.参考文献[1] 洪乃丰.基础设施腐蚀防护和耐久性问与答[M].北京:化学工业出版社, 2003.[2] 柯伟.中国腐蚀调查报告[M].北京:化学工业出版社, 2003.[3] 莫斯克文BM.混凝土和钢筋混凝土的腐蚀及其防护方法[M].倪继淼,等译.北京:化学工业出版社, 1988.[4] 杜洪彦,邱富荣,林昌健.混凝土的腐蚀机理与新型防护方法[J].腐蚀科学与防护技术, 2001, 13(3): 156-161.[5] 洪乃丰.混凝土中钢筋腐蚀与防护技术(2)———混凝土对钢筋的保护及钢筋腐蚀的电化学性质[J].工业建筑, 1999, 29(9): 58-61.[6] QiaoH X, He ZM, Liu C L, ofhigh-performance concrete sustaining in sulphate environment[J]. JournalofLanzhouUniversity ofTechnology, 2004, 30(1): 101-105( in Chinese).[7] 潘琳,吕平,赵铁军,等.海工钢筋混凝土的腐蚀与防护[J].建筑施工, 2005(11): 53-55.[8] 王琴,杨鼎宜,郑佳明.干湿交替环境下混凝土硫酸盐侵蚀的试验研究[J].混凝土, 2008, 8(6): 29-31.。