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浅谈钢筋混凝土腐蚀与耐久性关系分析

时间:2016-02-22 11:44 文章来源:http://www.lunwenbuluo.com 作者:崔丽娟 点击次数:

  摘要:文章简述了钢筋混凝土的腐锈原理与耐久性影响因素,同时讨论了提高耐久性防止腐锈的具体方法。

  关键词:钢筋混凝土;腐蚀;耐久性

  钢筋混凝土的一个至关重要的成分就是钢筋,虽然钢筋混凝土具有其特有坚固的特性,但是对于钢筋来说却有着非常容易被空气中的水和氧气腐蚀的特性,被腐蚀后的钢筋表面的钝化膜失去其保护钢筋的作用,这就让钢筋腐蚀速度逐渐加快,这种情况下就失去了钢筋混凝土其坚固的特性了。

  因为混凝土其本身特点是坚固性强,但是其自身的柔韧性却很低,很容易在长期使用后混凝土建筑表明出现断裂、裂缝的现象。在混凝土出现裂缝后,钢筋混凝土内部起支撑作用的钢筋就会暴落在空气当中,当混凝土裂缝达到一定的标准后,空气中的一些电解质就会将钢筋表面进行腐蚀,导致混凝土碳化等降低钢筋混凝土的耐用性,最总导致钢筋混凝土使用寿命减少的现象出现。出去混凝土自身出现断裂、裂缝的情况以外,还有在施工过程中会有使用氯盐早强剂的情况;尤其是在冬季路面冰雪不易融化的北方地区,会利用盐以此降低冰雪的溶点;或是在工程建设过程中,其所处的物理环境含有氯离子等易使钢筋发生腐蚀的电解质。这三种情况下钢筋混凝土中钢筋的腐蚀以及混凝土的碳化的现象就会高频率的发生,这些情况共有的特性就是都有氯离子的存在,以此可以推断:氯离子是导致钢筋腐蚀、钢筋混凝土使用寿命降低的一个至关重要的因素。在钢筋混凝土使用率越来越高以后,钢筋腐蚀的情况频繁的出现,这种情况便引起全世界建筑相关人员的广泛关注,依据我国现有的国情,我国是一个人口大国,我国的人口占了全世界的五分之一,所以为了解决我过人民住房的问题,在上个世纪50年代开始,中国就开始快速、大量、广泛的进行一系列的基础设施的建设。而那些早起的建筑设施已经投入使用了半个多世纪了,现如今对其进行试用期的检测以及维修巩固是现在的当务之急。本文针对近几年对早起建筑进行混凝土钢筋腐蚀的原因、钢筋混凝土因钢筋被腐蚀所产生的影响、钢筋混凝土使用寿命的检测、如何提高钢筋混凝土使用寿命等四点进行数据整理分析。

  1钢筋腐蚀对混凝土构件的负面影响

  钢筋的腐蚀如果达到一定的程度以后就会直接导致钢筋混凝土的承载力下降,甚至会导致钢筋混凝土彻底失去其承载的能力。钢筋对混凝土的重要性:1)如果钢筋被腐蚀,钢筋的横截面积逐渐减小,由钢筋焊接的配件的配筋率就会降低,其柔韧性、坚硬性以及力学性能都会随之降低;2)钢筋一但被腐蚀,其腐蚀速度就会以相较初始速度快的多的速度进行内部腐蚀,很多时候是一个断口被腐蚀,随后在钢筋内部开始腐蚀,而钢筋表明的钝化膜失去了效力;3)钢筋腐蚀后,钢筋表明不再是平滑无痕,而是表面出现很多凹凸不平的情况,这就减少了钢筋与混凝土彼此间的接触面,使得两者的粘合性降低。对于上述导致钢筋混凝土寿命降低的因素,围绕如何提高钢筋混凝土的抗腐蚀性,近几年以来国内外的科学研究人员利用各科的理论知识,进行多次科学试验进行多方面的研究探索。对钢筋腐蚀结构配件的承载力的原始方法,是利用物理化学中的电化学理论,先将钢筋进行一定程度的腐蚀,在此基础上再对其进行承受力的实验,以此结果来比较钢筋在不同程度上的腐蚀其承载力的不同。可现实当中钢筋在承载的过程中不断在被腐蚀,腐蚀和承载力是同时进行了,这就导致将二者分开进行的实验结果并不具科学的说服力,实验结果与实际情况并不相符。

  2混凝土耐久性的主要影响因素

  混凝土是一类不均匀的多孔洞材料,在外界性介质侵蚀下,例如二氧化碳,水,离子,硫酸盐类等的物质侵蚀下,会发生破坏加速的情况。导致耐久性降低,这就有可能导致寿命大大降低。导致混凝土耐久性降低的因素通常有物理类和化学类两个方面。物理腐蚀一般包括,冻融与干湿和高温侵蚀。化学类腐蚀通常有硫酸盐侵蚀,强酸强碱侵蚀,金属类腐蚀,溶解和析出、碳化与收缩还有碱集料反应等化学反应。从长期的工程实践中可以看出,混凝土的耐久性破坏往往是物理与化学联合的过程,导致混凝土耐久性降低的物理与化学作用通常有气体,水和溶解后有的害物质从混凝土表面渗入混凝土内部的渗透过程有关。所以,混凝土内部结构的裂口与连通砂眼等问题是影响混凝土耐久性的主要因素。所以想提升混凝土的耐久性,提升混凝土抵抗外界侵蚀的性能,就需要首先改善混凝土内部结构上问题开始。要改进混凝土内部的结构问题,就必须降低混凝土凝结中的泌水量从而降低混凝土坍落度程度,提高混凝土的硬度,提高水化物的硬度。使混凝土弹性模量下降,让水泥水的化放热峰的强度变弱,达到推迟水泥水化放热最高峰出现的时刻等问题。

  3改善混凝土材料腐蚀的配合比调整

  可以用实验选择科学合理的混凝土原料,要注意混凝土的毛细孔控制,加强混凝土的抗渗性能,减小混凝土的吸水能力和混凝土硬化后的缝隙,对于混凝土外部环境差异,可以考虑运用水泥品种和混合材料,同时严格调整混凝土的水灰比例。防腐混凝土设置最小水泥用量标准,由于要确保混凝土施工有合格的和易性能,针对钢筋混凝土,最小水泥用量是确保混凝土介质足够的碱度,防止钢筋出现锈蚀,避免不合理使用半径过大的粗石子配制防腐混凝土,避免混凝土的表面和内侧发生泌水现象,导致混凝土内存在粗大的毛细孔,同时选择合适的集料,避免出现碱集料情况。

  水泥常常混有硅酸盐,在水化时可以生成大量的固体氢氧化钙,混凝土孔隙液主要是氢氧化钙饱和溶液,钢筋长期在混凝土的高碱性溶液中,很容易发生电化学腐蚀现象,在钢筋的表面出现质地严密的钝化膜,同时混凝土环境中的二氧化碳和氯化合物可以从通毛细孔接触钢筋,从而破坏钢筋的钝化保护膜,可以让钢筋遭受长期侵蚀,必须对此实施预防措施。有盐污染混凝土环境中,为了保护钢筋避免锈蚀,通常的措施是大规模调低保护层的渗透能力,同时具有足够厚度。对混凝土的基本标准是较低的水灰比例,使用高水泥和加厚保护层、充分湿养的同时控制混凝土的盐分,慎重选择水泥品种保证较少的微裂缝。掺入矿渣和粉煤灰,天然火山灰等混合用材料,形成硅酸盐型水泥。由于火山灰发生的反应和水泥的水化过程后生成的水化硅酸盐螯合体,这样的措施可以去除混凝土中的毛细孔,能够显著的改良骨料和水泥浆体层面区域的纤维结构,降低微裂缝的数量,同时结合跟多氯盐,这样可以阻止二氧化碳的逐渐渗入,实现降低混凝土的碳化速率,提升混凝土对钢筋的保护功能。

  参考文献:

  [1]王晖建筑混凝土耐久性的预测与影响因素探讨山西建筑201010

  [2]农云开沈春亮张永青混凝土结构耐久性研究综述中国科技信息201108

  [3]王学磊孔令民混凝土及钢筋混凝土腐蚀与耐久性分析山东水利200605


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