混凝土结构中钢筋腐蚀问题的探讨[权威资料]

混凝土结构中钢筋腐蚀问题的探讨 本文档格式为 WORD,感谢你的阅读。 【摘要】本文介绍了混凝土对钢筋的保护作用，阐述了混凝土结构中钢筋腐蚀 ，并对减轻钢筋腐蚀和修补钢筋锈蚀提出了一些方法。 【关键词】混凝土结构 ，钢筋腐蚀 ，原理， 对策 【 abstract 】 this paper introduces the protection of reinforced concrete, this paper expounds the concrete structure steel corrosion, and to reduce steel corrosion and corrosion of reinforcement repair put forward some methods. 【 key words 】 concrete structure, steel corrosion, principle, countermeasures TU37 A 混凝土结构中的钢筋由于受到了混凝土的保护作用 ，一般不易受到腐蚀。钢筋混凝土结构中钢筋锈蚀一般是由混凝土保护层被破坏或者施工中钢筋除锈不彻底造成的。钢筋锈蚀极易产生工程事故，必须研究对策，以减小产生事故的隐患。 一、混凝土对钢筋的保护作用 钢筋的钝化膜和混凝土的保护层是防止钢筋腐蚀的两道重要防线。其中钢筋钝化膜是阻止钢筋腐蚀的实质，混凝土保护层是使钢筋表面形成钝化膜的前提。 由于钢筋混凝土结构中的混凝土呈碱性，其 pH 值在水泥凝结硬化过程中可以达到 13.5-13.8，硬化后液相 pH 值一般大于 12.5。在这种高碱性状态下，混凝 土内部钢筋表面可以保持钝化状态，从而形成一层不易渗透且牢固粘附于钢筋表面的氧化物，即钝化膜。这样，在自然环境中活性很高的铁就不会存在于钢筋表面，无法进行电化学腐蚀，从而使钢筋免受腐蚀。 二、钢筋腐蚀的机理 钢筋腐蚀机理一般分为电化学腐蚀、应力腐蚀和化学腐蚀，其中以电化学腐蚀为主。 1、电化学腐蚀 形成电化学腐蚀的必备条件有两个： （ 1）在钢筋表面不同电位区有电位差，形成阴极和阳极； （ 2）阳极部位钢筋可以自由释放电子，处于活化状态，阴极部位钢筋表面 有足够反应用的水和氧气。 钢筋腐蚀影响钢筋混凝土强度的原因主要是，钢筋腐蚀产物几乎不具有强度而体积不断增大，大大削弱了混凝土中钢筋的有效截面面积，从而降低了混凝土构件的强度。 电化学腐蚀是钢筋腐蚀的主要形式。钢筋在潮湿的环境下，利用由表面的不均匀性和钢筋材质的不同而形成的电位差，发生电化学反应，从而形成腐蚀。 2、应力腐蚀 应力腐蚀的原理为：钢筋在受到各种类型的腐蚀之后会在表面形成各种大小不一、分散分布的腐蚀坑，就会在受拉时产生应力分布不均的情况，从而造成应力集中，引 发钢筋的早期断裂。 电化学腐蚀与钢筋中的应力复合作用下会产生应力腐蚀。影响应力腐蚀的主要因素有：钢筋的应力水平、钢筋的材料和腐蚀介质。对于高强预应力钢筋尤其应该注意应力腐蚀产生的危害。 3、化学腐蚀 化学腐蚀有酸腐蚀、碱腐蚀和盐腐蚀等，其中酸腐蚀是化学腐蚀的主要形式。 三、钢筋腐蚀对结构的危害 1、降低钢筋和混凝土之间的握裹力。 钢筋锈蚀产生没有强度的腐蚀物，大大降低了钢筋与混凝土之间的握裹力，这样就大大破坏了钢筋混凝土结构中钢筋和混凝土共同工作、 相互传递应力的受力机理，加快了混凝土裂缝的开展。主要表现在： （ 1）钢筋锈蚀膨胀体积增加，引起混凝土的开裂，减弱了混凝土对钢筋的约束作用； （ 2）钢筋的腐蚀物是由氯化物和氧化物组成的一种疏松产物，它能在钢筋表面将钢筋和混凝土隔离，从而降低钢筋与混凝土之间的粘结作用； （ 3）已经变形的钢筋在受到腐蚀之后的变形肋将逐渐变小，甚至有严重的情况是变形肋和混凝土之间的机械咬合作用将基本消失。 2、结构动力性能降低 例如疲劳性能、抗震性能等的钢筋混凝土结构动力性能在钢筋 腐蚀之后将大大降低。目前国内很多厂房的钢筋混凝土结构在腐蚀环境下工作多年，抗震性能不断降低。这都是由于腐蚀影响钢筋截面和破坏混凝土，对结构动力性能的不利影响变得更严重。 3、混凝土开裂 钢筋锈蚀后产生的腐蚀物能增加钢筋体积至 2-10 倍，如黑锈体积增大 2 倍，红锈体积增大四倍等。体积增大后的钢筋腐蚀物会对周围混凝土产生压力，迫使混凝土沿着钢筋方向产生开裂，进而破坏保护层。保护层成片脱落后又会进一步导致更加剧烈的腐蚀，从而改变了结构的受力状态，降低了结构的耐久性。 4、使结构及厚茧突 然破坏 钢筋截面积变小，主要有效面积减小，当达到屈服时，结构的破坏形态将从有预兆的受弯塑性破坏变为没有预兆的剪切脆性或少筋破坏。 钢筋受到严重腐蚀时，箍筋和主筋受力横截面积明星减小，钢筋应力过大，受到腐蚀的梁在钢筋屈服之前没有明显的受力裂缝。但是一旦有明星的受力裂缝，表面此时钢筋以及进入屈服状态，结构将会毫无预兆地立即破坏。 四、减轻钢筋腐蚀的措施 建议从以下几个方面进行减轻钢筋腐蚀的工作： 1、控制混凝土的原材料。 （ 1）控制使用含氯盐的原材料（ 如海砂、海水等）和外加剂； （ 2）在混凝土中加入适量缓蚀剂或阻锈剂，如亚硝酸钙、亚硝酸钠等，可以延缓钢筋的锈蚀； （ 3）防止混凝土中带入氯离子。 2、钢筋表面做防锈处理。环氧树脂涂层钢筋有很好的化学抗腐蚀性能，在钢筋表面形成的涂层和钢筋粘着力高、干缩小、延性大，能够有效地阻隔侵蚀物，从而有效延长建筑物的使用寿命达 50 年以上。因此可以采用环氧树脂涂层进行防锈处理。 3、提高混凝土的密实度和施工质量。最大限度提高混凝土我密实性，对于提高混凝土的强度和防止钢筋腐蚀具有非常重 要的意义。 4、改善混凝土的工作环境。 （ 1）减少冷天路桥上的冰雪撒盐，研究新的化雪措施； （ 2）对侵蚀性介质比较多的现有结构，可以在构件物表面涂抹绝缘层，如沥青漆、环氧树脂涂料等； （ 3）若有严重侵蚀性介质的场所，则应在施工时适当增加钢筋保护层的厚度； （ 4）对于室内有侵蚀性气体、相对湿度较大、有粉尘介质等情况，可以加强通风措施，同时避免侵蚀性溶液直接接触构件。 4、水下钢筋混凝土结构采用外加电流式阴极防蚀系统。牺牲阳极使阴极防蚀的技术在目前已经 比较成熟，完全可以有效防止水下钢筋混凝土结构及构件被附属。该系统主要包括电流设备、导电介质（含腐蚀因子的混凝土层）、阴极（钢筋）、覆盖层和外加阳极。 五、钢筋锈蚀的修补 钢筋锈蚀可以分为不严重（即混凝土表面仅有细小裂缝或破损范围较小）、稍为严重、比较严重（混凝土裂缝破裂，保护层剥离较多）、很严重（混凝土破碎范围较大）四个程度。对此，分别可采取以下措施进行修补处理。修补后，若有必要，可再用厚浆型建筑防水涂料、钝化性砂浆、聚合物砂浆等涂覆混凝土表面，减少阻锈剂的流失，从而阻断湿气等沿裂缝侵入 。 （ 1）钢筋锈蚀不严重。可采用沥青、环氧树脂、过氧乙烯漆、砂浆等对混凝土裂缝或破损处进行封闭或修补。 （ 2）钢筋锈蚀稍为严重。采用钢筋阻锈剂堵塞裂缝的方法：严重混凝土裂缝和锈迹，用分工开凿引导空，注入阻锈剂，使其在钢筋表面形成保护膜，最后用环氧水泥砂浆填补引导空和混凝土上的裂缝。所用的阻锈剂能够使钢筋的腐蚀电流降低 75%，并且能够承受混凝土中的高碱性环境，具有较高的缓蚀率。阻锈剂可以用于混凝土表面渗入抵达钢筋表面，也可以直接渗入混凝土的拌合料中。 （ 3）钢筋锈蚀较为严重。钢筋 腐蚀减小有效受力面积，增焊相应面积钢筋不强，用高一级的掺入阻锈剂的混凝土修补。可以先加临时支撑；凿除腐蚀松散部分的混凝土，彻底清除存在于钢筋上的腐蚀物；在需要做修补处理的久混凝土衔接面上凿毛，并用丙酮清洗油污处；涂抹阻锈剂。 （ 4）钢筋锈蚀很严重。除去锈蚀钢筋表面腐蚀物，清除混凝土松碎部分；采用压力灌浆法进行进一步修补。若有必要，再采用加钢筋网、黏贴钢板和加贴碳纤维等方法补强。 六、结语 钢筋腐蚀能严重危害到混凝土结构的安全性，应认真分析研究钢筋腐蚀有关内容，在掌握钢筋腐蚀规律 的基础上，制定出防范措施，从而保证钢筋混凝土工程质量。 参考文献 1李富民 ,袁迎曙 .混凝土中钢筋的腐蚀动力学行为J.中国矿业大学学报 .2008,37(4). 2叶伟江 .关于钢筋腐蚀问题的探讨 J.科技与生活 .2010,(4). 3孙红波 .混凝土结构中的钢筋腐蚀问题初探J.2009，（ 11） . 阅读相关文档 :现浇砼屋面裂缝渗漏原因分析及防治措施 浅谈建筑工程施工造价控制措施 建筑弱电工程中安防系统的应用与施工 高层建筑中央空调安 装施工技术探讨 对沉井工程施工要点及常见质量问题的探讨 刍议乡镇供水工程建设与管理 浅谈住宅工程外墙渗漏的原因和防治 房建工程防水施工质量控制 建筑工程造价管理浅析 浅析桥梁工程加固技术 统计分析在工程项目施工中的应用 浅谈城市道路绿化设计 浅谈给排水管道安装施工技术 超高压输电线路放线技