混凝土中鋼筋腐蝕與防護(hù)(論文資料)(已修改)
2024-11-17 00:06 本頁(yè)面
【正文】 引言 混凝土中 鋼筋 銹蝕已成為世界關(guān)注的大問(wèn)題，被認(rèn)為是當(dāng)今影響 混凝 土結(jié)構(gòu) 耐久性 的首要原因。 鋼 筋 銹蝕已經(jīng)或正在給國(guó)民經(jīng)濟(jì)帶來(lái)巨大經(jīng)濟(jì)損失?；诖耍? 國(guó)總結(jié)正反兩個(gè)方面的經(jīng)驗(yàn)教訓(xùn)，提出了 “立足前期措施，著眼長(zhǎng)遠(yuǎn)效益 ”，并強(qiáng)行實(shí)施基 建工程管理中的 “全壽命經(jīng)濟(jì)分析法 ”(LCCA)。目前，我國(guó)正處于基本建設(shè)高潮時(shí)期，國(guó)內(nèi) 外的經(jīng)驗(yàn)教訓(xùn)應(yīng)認(rèn)真吸取，這已不是單純技術(shù)問(wèn)題。 一、 鋼筋 腐蝕 危害與對(duì)混凝土的破壞作用 鋼筋 銹蝕危害與經(jīng)濟(jì)損失 世界一些國(guó)家的腐蝕損失，平均可占國(guó)民經(jīng)濟(jì)總產(chǎn)值的 2%～ 4%；其中，被認(rèn)為與 鋼筋 腐蝕有 關(guān)者可占 40%(至今我國(guó)尚無(wú)確切統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù) )。 美國(guó) 1984 年報(bào)道，僅就橋梁而言， 萬(wàn)座 鋼筋 混凝土橋，一半以上出現(xiàn)鋼筋 腐蝕破壞， 4 0%承載力不足和必須修復(fù)與加固處理，當(dāng)年的修復(fù)費(fèi)為 54 億美元； 1998 年報(bào)道 鋼筋 混凝土腐 蝕 破壞的修復(fù)費(fèi)，一年要 2?500 億美元，其中橋梁修復(fù)費(fèi)為 1?550 億美元 (是這些橋 初建費(fèi)用的 4 倍 )；還有報(bào)道說(shuō)，到本世紀(jì)末，美國(guó)要花 4?000 億美元用于修復(fù)和重建 鋼筋 腐蝕破壞的 工程。 如此巨大的經(jīng)濟(jì)投入，引起美國(guó)朝野人士的震驚與高度重視，并制定法律法規(guī)，限制腐蝕破 壞的發(fā)生和挽回部分經(jīng)濟(jì)損失。 加拿大早期大量使用 “防冰鹽 ”，使 鋼筋 混凝土橋梁等破壞 嚴(yán)重。歐洲、英國(guó)、澳大利亞、海 灣國(guó)家等，都有以氯鹽為主的鋼筋 腐蝕破壞問(wèn)題 (英國(guó)修復(fù)費(fèi)為每年 50 億英鎊 )。韓國(guó)曾發(fā)生 一系列建筑物破壞、倒塌事件，其中也與 “鹽害 ”有關(guān)。我國(guó)臺(tái)灣重修澎湖大橋和 不斷發(fā)生 的 “海砂屋 ”事件，也是氯鹽腐蝕 鋼筋 所造成的。 混凝土 耐久性 已是當(dāng)今世界的重大問(wèn)題，在第二屆國(guó)際混凝土 耐久性 會(huì)議上，梅塔教授指出 ： “當(dāng)今世界混凝土破壞原因，按遞減順序是： 鋼筋 銹蝕、凍害、物理化學(xué)作用 ”。他明確 將 “鋼筋 銹蝕 ”排在影響混凝土耐久性因素的首位。而來(lái)自海洋環(huán)境和使用 “防冰鹽 ”中 的氯鹽，又是造成 鋼筋 銹蝕的主要原因。當(dāng)然，混凝土中性化、凍融等也促進(jìn) 鋼筋 腐蝕破壞 。此外， “堿集料反應(yīng) ”也在 鋼筋 混凝土破壞中占一 定的比例 (本文暫不討論 )。 我國(guó)海港碼頭不能耐久，北方使用化冰鹽，橋梁道路遭破壞。以北京立交橋?yàn)槔瑑H使用 19 年的西直門(mén)立交橋 (已重修 )， 鋼筋 銹蝕破壞十分明顯與嚴(yán)重。我國(guó)存在著廣泛的腐蝕環(huán)境， 北方地區(qū)使用化冰鹽有增無(wú)減，而橋梁道路卻未采取應(yīng)有的防護(hù)措施 (甚至 “規(guī)范 ”中無(wú)防 鹽腐蝕要求 )；我國(guó)海岸線很長(zhǎng)，而大規(guī)模的基本建設(shè)大都集中于沿海地區(qū)，以往的海港碼 頭等工程，多數(shù) 達(dá)不到設(shè)計(jì)壽命要求；特別是沿海一帶河砂已呈短缺現(xiàn)象，濫用海砂則其害 無(wú) 窮；我國(guó)還有廣泛的鹽堿地 (石油基地 )，其腐蝕條件更為苛刻；特別應(yīng)該指出的是，我國(guó)工 業(yè) 環(huán)境中的建筑物，其 鋼筋 銹蝕破壞十分普遍與嚴(yán)重，有調(diào)查報(bào)告表明，大多數(shù)工業(yè)建筑達(dá) 不 到設(shè)計(jì)壽命的年限，目前正在進(jìn)入大規(guī)模修復(fù)的時(shí)期。因此，我國(guó) 鋼筋 銹蝕破壞的形勢(shì)是嚴(yán) 峻的。 “立足前期措施、著眼長(zhǎng)遠(yuǎn)效益 ”，這是美國(guó)經(jīng)過(guò)正反兩個(gè)方面的經(jīng)驗(yàn)教訓(xùn)所得出的可貴結(jié) 論。美國(guó)正在強(qiáng)行實(shí)施基建工程管理中的 “全壽命經(jīng)濟(jì)分析法 ”(LCCA)，其基本思想是，在 設(shè)計(jì) 施工階段 ，不論是事先采取防護(hù)措施還是以后 “壞了再修 ”，都要做出經(jīng)濟(jì)預(yù)算和比較 ，承建者要對(duì)工 程的 “全壽命 ”負(fù)責(zé)到底，這樣可避免 “短期行為 ”給后人帶來(lái)的麻煩與巨 大經(jīng)濟(jì)損失。 “全壽命經(jīng)濟(jì)分析法 ”中曾有以下例舉：工程處在氯鹽腐蝕環(huán)境中，鋼 筋混凝土結(jié)構(gòu)物設(shè)計(jì)壽命為 40年，前期實(shí)施措施 (采用 鋼筋 阻銹劑 )，附加費(fèi)用為 美 元 /m2(混凝土面板 )；若前期無(wú)措施，則 15～ 20 年開(kāi)始修復(fù)， 40 年內(nèi)累積費(fèi)用為 美元 / m2(5 倍于前者 )?？梢?jiàn)，推行 “全壽命經(jīng)濟(jì)分析法 ”和倡 導(dǎo)工程前期 (設(shè)計(jì)、 施工階段 )采 取 防鋼筋 腐蝕的措施，已經(jīng)不是單純的技術(shù)問(wèn)題，其重大意義和長(zhǎng)遠(yuǎn)經(jīng)濟(jì)效益是不可低估的。 鋼筋 腐蝕破壞的主要表征 混凝土中的 鋼筋 一旦具備了腐蝕條件，銹蝕便會(huì)發(fā)生和發(fā)展。 鋼筋 銹蝕是一個(gè)電化學(xué)過(guò)程， 由鐵變成氧化鐵，其體積發(fā)生膨脹，根據(jù)最終產(chǎn)物的不同，可膨脹 2～ 7 倍。 鋼筋 銹蝕破壞的主要破壞特征可歸納為： (1)混凝土順 鋼筋 開(kāi)裂 混凝土具有較好的抗壓性能，但其抗折、抗裂性差，尤其 鋼筋 表面混凝土缺乏 足夠的厚度時(shí) ， 鋼筋 銹蝕產(chǎn)物體積發(fā)生膨脹，足以使 鋼筋 表面發(fā)生混凝土順?shù)摻?開(kāi)裂。大量試驗(yàn)研究和工 程實(shí)踐表明， 鋼筋 表面銹層厚度很薄時(shí) (如 20～40μm)，便可導(dǎo)致混凝土順 鋼筋 開(kāi)裂。換言 之， 鋼筋 銹蝕導(dǎo)致混凝土開(kāi)裂是容易發(fā)生 的。設(shè)計(jì)、施工、使用
公司管理相關(guān)推薦
鄂ICP備17016276號(hào)-1