混凝土中鋼筋腐蝕與防護(hù)(論文資料)-wenkub.com
2025-10-18 00:06 本頁(yè)面
【正文】 鋼筋 阻銹劑 (如 RI 系列 )，正是基于這種綜合考慮研 制出來(lái)的。當(dāng)混凝土處在干燥環(huán)境中，或混凝土較密實(shí) (外界介質(zhì)、離子滲入較困難 )， 或用外涂覆層將混凝土與環(huán)境隔離時(shí)，混凝土可具有相當(dāng) 高的電阻，陰、陽(yáng)極間反應(yīng)速度受 電 阻控制。 (2)陰極控制?；炷恋母邏A度，使其內(nèi) 鋼筋 表面生成 “鈍化膜 ”，它能阻止鐵的離子 化 (陽(yáng) 極反應(yīng) )過(guò)程。 可以看出，若腐蝕電池啟動(dòng)后，陰、陽(yáng)極間電位差不能保持，很快變小或變無(wú)，則腐蝕停止 ；而當(dāng)陰極、陽(yáng)極之間電阻很大時(shí)，腐蝕電流 (速度 )很小。鐵銹較元素鐵體積脹大 ～ 6倍 (視銹的組成而定 )，這是 通?；炷涟l(fā)生順 鋼筋 開(kāi)裂的主要原因。 綜上所述，混凝土中 鋼筋 銹蝕，是腐蝕電池作用的結(jié)果。 圖 3 鋼筋 與不銹鋼構(gòu)成 “宏電池 ” (2)微電池：大多數(shù)情況下，混凝土中 鋼筋 腐蝕是微電池作用的結(jié)果。這樣就具備了構(gòu)成腐蝕電池的必要條件，因 為鋼的電位較低，故作為陽(yáng)極而遭受腐蝕。 混凝土中的腐蝕電池 (1)宏電池：混凝土中形成宏觀腐蝕電池的情況是經(jīng)常存在的。 另外，大氣中的 CO2 與水泥石中的 Ca(OH)2 起化學(xué)反應(yīng)，生成中性鹽，即發(fā)生碳化反應(yīng)： CO2+H2O=H2CO3 H2CO3+Ca(OH)2=CaCO3+2H2O 實(shí)際上，工業(yè)大氣對(duì)混凝土的中性化作用，遠(yuǎn)大于碳化作用，尤其是污染嚴(yán)重的工業(yè)區(qū) 。 混凝土中氫氧化鈣［ Ca(OH)2］的溶解度不高， 通常以固體形式存在，在水泥石中起著一 定的骨架作用。在與空氣、水接觸時(shí)會(huì)起化學(xué)反應(yīng)，也 可隨水而流失。只不過(guò)存在難、易和時(shí)間長(zhǎng)短問(wèn)題。水泥水化不完全、多余水的蒸發(fā)，也不可避免會(huì) 在水泥石中形成孔隙、毛細(xì)管；水泥石和砂子、石子的界面上也會(huì)有孔隙生成。 目前，我國(guó)正在努力降低水泥中的堿含量 (K+、 Na+)和研制、推薦使用 “低堿度水泥 ” ，同時(shí)大力倡導(dǎo)采用各種類型的摻合料，這是很有意義和十分必要的。國(guó)外已出現(xiàn)使 混凝土重新恢復(fù)高堿度的新技術(shù)，對(duì)于 “低堿度水 泥 ”，若不能長(zhǎng)期保持其 pH高于 “臨界值 ”時(shí)，需采取摻 鋼筋 阻銹劑等附加措施，目的都是 為了使 鋼筋 得到充分保護(hù)。 眾所周知，混凝土的 “中性化 ”是引起 鋼筋 銹蝕的原因之一，也是影響 鋼筋 混凝土結(jié)構(gòu)物耐 久性的因素之一。 國(guó)內(nèi)外研究與實(shí)踐均表明，混凝土的高堿度對(duì)于保護(hù) 鋼 筋 和保持結(jié)構(gòu)物的耐久性，都是極端 重要的。圖中對(duì)應(yīng)于一定電位與一定 pH 的交叉點(diǎn)，即表示鐵、鐵離子或氧化物所處的熱 力學(xué)最穩(wěn)定的形態(tài)。 鋼鐵 (包括 鋼筋 )在高堿度環(huán)境中是不會(huì)腐蝕的，這是由鋼鐵的本性決定的。應(yīng)該說(shuō)，這種單純 的物理隔離作用是很難長(zhǎng)期保持的，因此其保護(hù)作用也是有限的。國(guó)外研究 表明，許多外加劑在短期內(nèi)能改善和提高混凝土的某些性能，但對(duì)其長(zhǎng)期耐久性并無(wú)改善， 甚至明顯降低其耐久性。這一點(diǎn)應(yīng)該引起重視，在摻合料的研究和應(yīng)用中，考慮 其對(duì)混凝土作用的同時(shí)，必須考慮到對(duì) 鋼筋 的影響。在我國(guó)，如日本那樣嚴(yán)格而合理地開(kāi)發(fā)利用海砂資源已提到 日程上來(lái) (據(jù)悉寧波地區(qū)已經(jīng)發(fā)布文件，采取加 鋼筋 阻銹劑等措施后開(kāi)放使用海砂 )。堿度過(guò)低的水泥，對(duì)于 鋼筋 混凝土應(yīng) 限制使用， 或使用時(shí)同時(shí)采取防腐蝕技術(shù)措施 (如用耐腐蝕 鋼筋 、涂層 鋼筋 、摻 鋼筋 阻銹劑 等 )?；炷? 土的高堿度，主要來(lái)源于水泥水化產(chǎn)物中的氫氧化鈣和少量氫氧化鈉、氫氧化鉀 (pH＞ )。如微裂紋與宏觀缺陷，似在施工過(guò)程中是很難 完全避免，這就對(duì) 鋼筋 保護(hù)不利；又如，目前特別強(qiáng)調(diào)建設(shè)速度，設(shè)法使混凝土 “早強(qiáng) ”， 其結(jié)果使 “密實(shí)性 ”得不到保證，長(zhǎng)期強(qiáng)度與耐 久性受到不良影響。設(shè)計(jì)者除了強(qiáng)化 “耐久性設(shè)計(jì) ”的觀念外，還要根據(jù)結(jié)構(gòu)所處的 腐蝕環(huán)境的嚴(yán)酷程度，采取相應(yīng)的防 鋼筋 銹蝕的技術(shù)措施，才可實(shí)現(xiàn)結(jié)構(gòu)耐久的目的。鋼筋 首先是受混凝土保護(hù)的，因此，混凝土質(zhì)量對(duì)防 止 鋼筋 腐蝕是至關(guān)重要的。 混凝土質(zhì)量與 鋼筋 銹蝕 應(yīng)該指出， 鋼筋 混凝土過(guò)早破壞 (或稱耐久性不足 )多半是綜合因素造成的，在任何情況下工 程質(zhì)量都是首要的。這 是 “腐蝕 ”與 “應(yīng)力 ”相互促進(jìn)的結(jié)果：應(yīng)力可使 鋼筋 表面產(chǎn)生微裂紋、腐蝕沿裂紋深入、 應(yīng)力再促裂紋開(kāi)展。 (4)鋼筋 應(yīng)力腐蝕斷裂 處在應(yīng)力狀態(tài)下的 鋼筋 (包括預(yù)應(yīng)力 )，在遭受腐蝕時(shí)有可能發(fā)生突然斷裂。 (3)鋼筋 斷面損失 混凝土中 鋼筋 銹蝕，一般分為局部腐蝕 (如坑蝕 )和全面腐蝕 (均勻腐蝕 )，常常是局部腐蝕為 主而造成 鋼筋 斷面損失，其損失率達(dá)到極限時(shí)，構(gòu)件便會(huì)發(fā)生破壞。然而，隨著裂縫的不斷加寬，混凝土與 鋼筋 之間的粘結(jié)力 (握裹力 )也隨之下降 (下降速度取決于 鋼筋 銹蝕速度 )，滑移增大 ，構(gòu)件變形。這是由于 裂縫處
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