混凝土中钢筋腐蚀与防护

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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。

混凝土中钢筋的防锈方法

混凝土中钢筋的防锈方法

混凝土中钢筋的防锈方法混凝土中的钢筋是构建建筑物和基础设施的重要组成部分。

然而,长期以来,钢筋在混凝土中的暴露会导致钢筋的生锈,进而导致了混凝土的损坏和腐蚀。

钢筋的防锈方法成为了保护混凝土结构的关键要素之一。

在本文中,我将探讨混凝土中钢筋的防锈方法以及其优点和局限性。

1. 表面涂层防锈法表面涂层防锈法是最常用的钢筋防锈方法之一。

它通过在钢筋表面形成一层防护涂层,防止水分和氧气接触到钢筋表面,从而减少钢筋的生锈风险。

这种方法的主要优点是简单易行,成本较低,并且适用于各种建筑结构。

然而,表面涂层防锈法的缺点是耐久性有限,长期暴露和环境侵蚀可能导致涂层破损,进而加速钢筋的生锈。

2. 阳极保护法阳极保护法是一种利用外部电流保护钢筋防锈的方法。

通过在混凝土中加入阳极材料,如铝或锌,将钢筋和阳极材料连接起来,形成一个电流系统。

当混凝土中的水分和氧气导致钢筋开始生锈时,阳极材料将释放出电流,从而阻止钢筋继续生锈。

阳极保护法的优点是能够延长钢筋的使用寿命,并且在整个混凝土结构中均匀分布防锈保护。

然而,该方法的成本较高,并且需要定期维护和监控。

3. 防锈涂料法防锈涂料法是一种将防锈涂料直接涂覆在钢筋表面的方法。

防锈涂料能够形成一层保护膜,阻止钢筋与外界环境接触,起到防锈的作用。

与表面涂层防锈法相比,防锈涂料法的涂层更加厚实,更具耐久性。

防锈涂料法还可以提供额外的抗碱性和防水性能,有助于进一步保护钢筋和混凝土。

然而,过厚的涂层可能会导致粘接问题,而且涂层的损坏和老化也可能影响其防锈效果。

4. 电化学防锈法电化学防锈法是一种利用电化学原理保护钢筋防锈的方法。

通过在混凝土中加入一种称为缓蚀剂的化学品,使钢筋处于一种被动的电化学状态。

缓蚀剂通过吸附在钢筋表面形成一层保护膜,防止氧气和水分接触到钢筋,从而减少钢筋的腐蚀。

电化学防锈法的优点是能够延长钢筋的使用寿命,并且对混凝土结构的破坏性较小。

然而,该方法需要与其他防锈方法结合使用,以提供更有效的防锈保护。

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。

混凝土钢筋腐蚀防护技术规程

混凝土钢筋腐蚀防护技术规程

混凝土钢筋腐蚀防护技术规程一、前言混凝土是建筑中最常用的材料之一,而钢筋是混凝土中最重要的承载材料。

然而,由于外界环境的影响,混凝土中的钢筋很容易发生腐蚀,导致建筑结构的损坏甚至倒塌。

因此,为了保证建筑物的安全性和持久性,必须采用相应的技术手段对混凝土钢筋进行腐蚀防护。

本文将介绍混凝土钢筋腐蚀防护的技术规程。

二、腐蚀原因混凝土中的钢筋在外界环境的影响下,容易受到腐蚀的影响。

主要原因有以下几点:1. 氯离子的侵蚀:氯离子是混凝土中最主要的钢筋腐蚀因素。

氯离子可以通过空气、水和土壤等途径进入混凝土中,当氯离子浓度达到一定值时,就会引起钢筋的腐蚀。

2. 碳化:碳酸盐可以通过空气中的二氧化碳和水蒸气形成,当混凝土中的碳酸盐浓度过高时,就会引起钢筋的碳化,从而导致钢筋腐蚀。

3. 氧化:混凝土中的钢筋在受到潮湿环境的影响下容易产生氧化,从而引起钢筋的腐蚀。

三、腐蚀防护技术为了防止混凝土钢筋腐蚀,可以采用以下几种腐蚀防护技术:1. 防潮措施:混凝土中的钢筋容易受潮,从而导致钢筋腐蚀。

因此,必须采取防潮措施,如在混凝土中加入防水剂,采用防水层等措施,防止钢筋受潮。

2. 防氯措施:氯离子是混凝土中最主要的钢筋腐蚀因素,因此必须采取防氯措施。

如使用高氯离子含量的混凝土,采用防氯剂等措施,防止氯离子侵蚀。

3. 防碳化措施:碳酸盐是混凝土中的一种物质,当碳酸盐浓度过高时,就容易引起钢筋的碳化,从而导致钢筋腐蚀。

因此,必须采取防碳化措施,如使用低碳含量的混凝土,采用防碳化剂等措施。

4. 防氧化措施:混凝土中的钢筋容易受到氧化的影响,因此必须采取防氧化措施,如使用防锈漆,采用防氧化剂等措施。

四、具体实施步骤1. 混凝土制作:在混凝土制作过程中,应注意控制混凝土中的水灰比,以减少混凝土对钢筋的腐蚀。

同时,在混凝土中加入适量的防水剂、防氯剂、防碳化剂等措施,以提高混凝土的耐久性。

2. 钢筋防护:在钢筋表面涂刷防锈漆,并采用防腐蚀剂进行防腐处理,以延长钢筋的使用寿命。

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。

混凝土结构中钢筋腐蚀与防护

混凝土结构中钢筋腐蚀与防护

混凝土结构中钢筋腐蚀与防护混凝土对内在钢筋具有保护作用,钢筋混凝土结构中的钢筋是不易受到腐蚀的。

但当混凝土的保护层被除数破坏而造成部分钢筋裸露或是由于施工中钢筋除锈不彻底,则极易发生钢筋锈蚀,产生事故隐患。

本文通过对钢筋混凝土结构腐蚀特征的分析,介绍了工业建筑中钢筋混凝土结构的防腐问题,提出一系列切实可行的处理方法,防止或减轻腐蚀介质对结构的腐蚀破坏。

标签:混凝土;钢筋;保护钢筋在混凝土中作用很大,根据钢筋类型位置的不同,用途也很多,混凝土在结构中主要是起抗压的作用,但是抗拉的能力差,所以常用钢筋增加抗拉的能力。

一、混凝土保护层对钢筋保护的功能与作用钢盘和混凝土在建筑工程中密不可分,从材料的物理力学性能来分析,钢筋具有较强的抗拉、抗压强度,而混凝土只具有较高的抗压强度,抗拉强度很低。

但两者的弹性模量较接近,还有较好的粘结力,这样既发挥了各自的受力性能,又能很好地协调工作,共同承担结构构件所承受的外部荷载。

在自然环境中,铁的活性很高,极易产生锈蚀现象。

在钢筋混凝土结构中,混凝土内部的碱性很高,在水泥凝结硬化过程中,PH值会达到13.5—13.8,硬化混凝土中液相PH值一般在12.5以上,这样高的碱性可以使其内部钢筋表面保持钝化状态,钢筋表面会形成一层不易渗透的且牢固地粘附于钢筋表面上的氧化物一钝化膜,钝化膜使钢筋表面不存在活性的铁,电化学腐蚀无法进行,从而使钢筋免受腐蚀。

钝化膜是阻止钢筋腐蚀的实质,而混凝土的保护层则是使钢筋表面形成钝化膜的前提,二者共同作用成为防止钢筋腐蚀的两道貌岸然防线。

混凝土与钢筋共同工作的保证条件,是依靠混凝土与钢筋之间足够的握裹力。

握裹力订有三种力构成:①粘结力(粘着力)。

它是混凝土与钢筋表面的粘结力。

②摩擦力。

当结构处于受力状态时混凝土与钢筋表面产生一种摩擦力。

③机械咬合力。

它是由于钢筋表面凸凹不平与混凝土接触面产生一种咬合力。

由粘着力、摩擦力、咬合力这三种力构成的握裹力,直接关系到钢筋混凝凝土结构的性能和承载能力。

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引言混凝土中钢筋锈蚀已成为世界关注的大问题,被认为是当今影响混凝土结构耐久性的首要原因。

钢筋锈蚀已经或正在给国民经济带来巨大经济损失。

基于此,美国总结正反两个方面的经验教训,提出了“立足前期措施,着眼长远效益”,并强行实施基建工程管理中的“全寿命经济分析法”(LCCA)。

目前,我国正处于基本建设高潮时期,国内外的经验教训应认真吸取,这已不是单纯技术问题。

一、钢筋腐蚀危害与对混凝土的破坏作用1、钢筋锈蚀危害与经济损失世界一些国家的腐蚀损失,平均可占国民经济总产值的2%~4%;其中,被认为与钢筋腐蚀有关者可占40%(至今我国尚无确切统计数据)。

美国1984年报道,仅就桥梁而言,57.5万座钢筋混凝土桥,一半以上出现钢筋腐蚀破坏,4 0%承载力不足和必须修复与加固处理,当年的修复费为54亿美元;1998年报道钢筋混凝土腐蚀破坏的修复费,一年要2?500亿美元,其中桥梁修复费为1?550亿美元(是这些桥初建费用的4倍 );还有报道说,到本世纪末,美国要花4?000亿美元用于修复和重建钢筋腐蚀破坏的工程。

如此巨大的经济投入,引起美国朝野人士的震惊与高度重视,并制定法律法规,限制腐蚀破坏的发生和挽回部分经济损失。

加拿大早期大量使用“防冰盐”,使钢筋混凝土桥梁等破坏严重。

欧洲、英国、澳大利亚、海湾国家等,都有以氯盐为主的钢筋腐蚀破坏问题(英国修复费为每年50亿英镑)。

韩国曾发生一系列建筑物破坏、倒塌事件,其中也与“盐害”有关。

我国台湾重修澎湖大桥和不断发生的“海砂屋”事件,也是氯盐腐蚀钢筋所造成的。

混凝土耐久性已是当今世界的重大问题,在第二届国际混凝土耐久性会议上,梅塔教授指出:“当今世界混凝土破坏原因,按递减顺序是:钢筋锈蚀、冻害、物理化学作用”。

他明确将“钢筋锈蚀”排在影响混凝土耐久性因素的首位。

而来自海洋环境和使用“防冰盐”中的氯盐,又是造成钢筋锈蚀的主要原因。

当然,混凝土中性化、冻融等也促进钢筋腐蚀破坏。

此外,“碱集料反应”也在钢筋混凝土破坏中占一定的比例(本文暂不讨论)。

我国海港码头不能耐久,北方使用化冰盐,桥梁道路遭破坏。

以北京立交桥为例,仅使用19 年的西直门立交桥(已重修),钢筋锈蚀破坏十分明显与严重。

我国存在着广泛的腐蚀环境,北方地区使用化冰盐有增无减,而桥梁道路却未采取应有的防护措施(甚至“规范”中无防盐腐蚀要求);我国海岸线很长,而大规模的基本建设大都集中于沿海地区,以往的海港码头等工程,多数达不到设计寿命要求;特别是沿海一带河砂已呈短缺现象,滥用海砂则其害无穷;我国还有广泛的盐碱地(石油基地),其腐蚀条件更为苛刻;特别应该指出的是,我国工业环境中的建筑物,其钢筋锈蚀破坏十分普遍与严重,有调查报告表明,大多数工业建筑达不到设计寿命的年限,目前正在进入大规模修复的时期。

因此,我国钢筋锈蚀破坏的形势是严峻的。

“立足前期措施、着眼长远效益”,这是美国经过正反两个方面的经验教训所得出的可贵结论。

美国正在强行实施基建工程管理中的“全寿命经济分析法”(LCCA),其基本思想是,在设计施工阶段,不论是事先采取防护措施还是以后“坏了再修”,都要做出经济预算和比较,承建者要对工程的“全寿命”负责到底,这样可避免“短期行为”给后人带来的麻烦与巨大经济损失。

“全寿命经济分析法”中曾有以下例举:工程处在氯盐腐蚀环境中,钢筋混凝土结构物设计寿命为40年,前期实施措施(采用钢筋阻锈剂),附加费用为0.85美元/m2(混凝土面板);若前期无措施,则15~20年开始修复,40年内累积费用为4.8美元/ m2(5倍于前者)。

可见,推行“全寿命经济分析法”和倡导工程前期(设计、施工阶段)采取防钢筋腐蚀的措施,已经不是单纯的技术问题,其重大意义和长远经济效益是不可低估的。

2、钢筋腐蚀破坏的主要表征混凝土中的钢筋一旦具备了腐蚀条件,锈蚀便会发生和发展。

钢筋锈蚀是一个电化学过程,由铁变成氧化铁,其体积发生膨胀,根据最终产物的不同,可膨胀2~7倍。

钢筋锈蚀破坏的主要破坏特征可归纳为:(1)混凝土顺钢筋开裂混凝土具有较好的抗压性能,但其抗折、抗裂性差,尤其钢筋表面混凝土缺乏足够的厚度时,钢筋锈蚀产物体积发生膨胀,足以使钢筋表面发生混凝土顺钢筋开裂。

大量试验研究和工程实践表明,钢筋表面锈层厚度很薄时(如20~40μm),便可导致混凝土顺钢筋开裂。

换言之,钢筋锈蚀导致混凝土开裂是容易发生的。

设计、施工、使用、管理及维护人员,认识到这一点十分重要。

欲使混凝土不发生顺钢筋开裂,提高结构物的耐久性,其着眼点就是要最大限度地阻止钢筋生锈,而不应立足于锈蚀发生后再采取补救措施。

混凝土一旦发生顺钢筋开裂,腐蚀介质更容易到达钢筋表面,钢筋锈蚀的速度将会大大加快。

研究和工程实践表明,这时钢筋锈蚀的速度,有可能快于裸露于大气中的钢筋。

这是由于裂缝处更易促成电化学腐蚀的发生和发展。

由此引出两个重要观念:一是要阻止钢筋生锈,二是钢筋锈蚀一旦发生或初见混凝土顺钢筋开裂时,就立即采取防护措施。

这是被提高了的新认识,对于防钢筋锈蚀破坏、提高结构物的耐久性具有重要指导意义,更具有巨大经济价值。

(2)“握裹力”下降与丧失初见混凝土发生顺钢筋开裂时,结构物物理力学性能、承载能力等,可能还没有发生明显变化(这是人们不重视初始顺钢筋开裂的重要原因之一)。

然而,随着裂缝的不断加宽,混凝土与钢筋之间的粘结力(握裹力)也随之下降(下降速度取决于钢筋锈蚀速度),滑移增大,构件变形。

当“握裹力”丧失到一定限度时,局部或整体失效便会发生。

这时的钢筋锈蚀程度也并不一定十分严重。

那些对“握裹力”敏感的构件,更具重要性。

(3)钢筋断面损失混凝土中钢筋锈蚀,一般分为局部腐蚀(如坑蚀)和全面腐蚀(均匀腐蚀),常常是局部腐蚀为主而造成钢筋断面损失,其损失率达到极限时,构件便会发生破坏。

应该说明的是,从钢筋锈蚀、混凝土顺钢筋开裂到构件破坏,是一个复杂的演变过程,不仅取决于钢筋锈蚀的发展速度,也取决于构件的承载能力及钢筋的受力状态等。

故有时钢筋锈蚀并不十分严重,构件就破坏了,而有时钢筋出现明显的断面损失,构件却还在支撑着(有些人认为“钢筋锈蚀无大妨害”就是依此为证)。

对于钢筋断面损失与构件承载能力之间的关系,尚待进一步研究。

(4)钢筋应力腐蚀断裂处在应力状态下的钢筋(包括预应力),在遭受腐蚀时有可能发生突然断裂。

世界上曾发生过此类事故,如钢筋混凝土桥梁突然倒塌,建筑物突然断裂等。

柏林议会大厦屋顶突然塌落,即与钢筋应力腐蚀断裂有关。

应力腐蚀断裂可在钢筋未见明显锈蚀的情况下发生,断裂时钢筋属于脆断。

这是“腐蚀”与“应力”相互促进的结果:应力可使钢筋表面产生微裂纹、腐蚀沿裂纹深入、应力再促裂纹开展。

如此周而复始,直到突然断裂。

这是一种危险的形式,应引起重视。

此外,应力腐蚀断裂与环境介质有关。

3、混凝土质量与钢筋锈蚀应该指出,钢筋混凝土过早破坏(或称耐久性不足)多半是综合因素造成的,在任何情况下工程质量都是首要的。

而工程质量又取决于正确设计、良好施工、精心管理与维护等。

在腐蚀环境中,不采取防护措施或措施不当,更是导致钢筋腐蚀破坏过早出现的原因。

而混凝土工程质量不佳,则防护措施也难以奏效。

钢筋首先是受混凝土保护的,因此,混凝土质量对防止钢筋腐蚀是至关重要的。

3.1设计与规范我国相关设计规范,多以混凝土“抗压强度”为主要甚至唯一标准,而混凝土对钢筋的保护能力,主要取决于“密实性”和钢筋表面混凝土层的厚度。

实践中“抗压强度”与“密实性”并不是同步关系,在一定条件下,甚至“超强设计”也未必能实现对钢筋的良好保护。

新近修订的相关设计规范中,已引入“耐久性设计”的观念(与国际接轨),这是提高混凝土对钢筋保护能力的重要方面。

设计者除了强化“耐久性设计”的观念外,还要根据结构所处的腐蚀环境的严酷程度,采取相应的防钢筋锈蚀的技术措施,才可实现结构耐久的目的。

以往,人们对于钢筋锈蚀危害及混凝土耐久性认识不足、相关规范的欠完善和“修标”滞后,在一定条件下没有采取相应的防钢筋锈蚀的技术措施等,是造成已有结构物过早出现钢筋锈蚀的原因之一。

3.2施工质量钢筋混凝土工程施工质量的重要性是不言而喻的,已有工程的实践表明,钢筋过早的出现腐蚀破坏,大多与混凝土质量欠佳有关。

工程施工质量与众多人为因素密不可分(这里暂不讨论)也有一些技术问题没有得到很好的解决。

如微裂纹与宏观缺陷,似在施工过程中是很难完全避免,这就对钢筋保护不利;又如,目前特别强调建设速度,设法使混凝土“早强”,其结果使“密实性”得不到保证,长期强度与耐久性受到不良影响。

总之,施工质量对于保护钢筋、保证结构物的耐久性,在任何情况下都起着关键作用。

3.3原材料3.3.1水泥水泥水化的高碱度,使钢筋表面形成钝化膜,这是混凝土之所以能保护钢筋的主要依据与基本条件。

任何削弱或丧失这个条件的因素,都将促进钢筋锈蚀、影响混凝土的耐久性。

混凝土的高碱度,主要来源于水泥水化产物中的氢氧化钙和少量氢氧化钠、氢氧化钾(pH>12.6 )。

钾、钠离子含量高时,能刺激“碱集料反应”,因此,限制其含量十分必要。

然而,认为“水泥碱度越低越好”的看法,也是十分有害的。

在为避免“碱集料反应”而寻求“低碱度水泥”的同时,切莫忘记,长期保持混凝土的高碱度(至少pH>11.5),是钢筋得到保护的起码条件,也是保证混凝土耐久性的关键问题之一。

碱度过低的水泥,对于钢筋混凝土应限制使用,或使用时同时采取防腐蚀技术措施(如用耐腐蚀钢筋、涂层钢筋、掺钢筋阻锈剂等)。

3.3.2海砂由于海砂含有不等量的氯离子,能够刺激钢筋锈蚀,我国相关规范不推荐或严格限制使用海砂。

这是完全必要的,国内外滥用海砂造成的危害不乏实例。

从另一个角度讲,海砂也是可利用资源,日本即是成功开发利用海砂的国家之一,主要是同时采取防氯离子腐蚀的技术措施(如掺加钢筋阻锈剂等)。

在我国,如日本那样严格而合理地开发利用海砂资源已提到日程上来(据悉宁波地区已经发布文件,采取加钢筋阻锈剂等措施后开放使用海砂)。

总之,严格界定海砂的使用,是我国建设中面临的新问题,意义重大。

3.3.3掺合料、外加剂各种掺合料(粉煤灰、矿渣等,用于改善水泥性能,降低成本),正在大力发展中。

凡是能提高混凝土密实性、增强对钢筋保护能力者,均有利于结构物的耐久性;然而,一些掺合料能降低混凝土的碱度和碱储量,这是不利于对钢筋的保护的,甚至可引起钢筋腐蚀 (与掺合料的性质、掺加量等有关)。

这一点应该引起重视,在掺合料的研究和应用中,考虑其对混凝土作用的同时,必须考虑到对钢筋的影响。

我国混凝土外加剂种类繁多,特别是含氯盐的早强、防冻剂,已经给我国一批建筑物带来严重的钢筋腐蚀危害(包括国家级重要建筑物)。

尽管已经有使用限制规定,但此类工程事故仍时有发生。

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