钢筋混凝土结构的腐蚀及防护措施

2016-04-19 推荐阅读 阅读:

第一篇:《钢筋混凝土结构的腐蚀及防护措施_secret》

钢筋混凝土结构的腐蚀及防护措施

【摘 要】: 介绍钢筋混凝土结构遭受腐蚀的原因及可能采取的有效防护措施。

【关键词】: 钢筋混凝土; 腐蚀; 原因和防护

一.钢筋混凝土结构防腐蚀的意义

钢筋混凝土结构结合了钢筋和混凝土的优点,造价较低,在土建工程中应用范围非常广泛。在钢筋混凝土结构中,钢筋锈蚀是钢筋混凝土结构过早被破坏的主要原因之一。新鲜混凝土是呈碱性的,其PH值一般大于12.5,在此碱性环境中钢筋容易发生钝化作用,使钢筋表面产生一层钝化膜,能阻止混凝土中钢筋的锈蚀。但当有二氧化碳、水汽和氯离子等有害物质从混凝土表面通过孔隙进入混凝土内部时和混凝土材料中的碱性物质中和,从而导致混凝土的PH值降低,就出现PH值小于9这种情况,钢筋表面的钝化膜就会被逐渐破坏,钢筋就会发生锈蚀,并且随着锈蚀的加剧,会导致混凝土保护层开裂,钢筋与混凝土之间的黏结力破坏,钢筋受力截面减少,结构强度降低等,从而导致结构耐久性的降低。

据调查, 我国20世纪90,一般10~20年就会出现钢筋严重腐蚀破坏,年代建的海港工程,凝土结构破坏已成为我国港口建设中不得不重视并迫切需要解决的问题。

国外学者曾用“5倍定律”形象地描述了混凝土结构耐久性设计的重要性, 即设计阶段对钢筋防护方面节省1美元;在发现钢筋锈蚀时采取措施需要追加维修费5美元;混凝土表面顺筋开裂时采取措施将追加维修费25美元;严重破坏时将追加维修费125美元。我国海洋工程中广泛使用的钢筋混凝土结构因腐蚀引起破坏的情况同样严重。除海洋环境本身属于强腐蚀环境因素外, 环境的日益恶化、相关的混凝土结构耐久性规定标准偏低、施工质量不能保证等因素,致使我国混凝土结构大部分在使用10年左右即出现较严重的腐蚀破坏,给国家建设和经济发展造成了巨大的损失。因此,如何采取有效的防腐蚀技术措施,防止钢筋混凝土结构过早出现钢筋锈蚀破坏,确保建筑物达到预期的使用寿命是国内外学术界、工程界极为关切的热点。

二.钢筋的锈蚀原理及分类

1.钢筋的锈蚀条件:

钢筋混凝土构件内钢筋的锈蚀需要三个条件:

(1)钢筋表面碱性钝化膜破坏。正常情况下钢筋是包裹在砼之内的,砼则由于水泥的水化反应造成其初始碱性(含有一定Ca(OH)2)较强,正常情况:下钢筋在这种碱性环境下不会发生氧化腐蚀。当PH值大于1O时,钢筋腐蚀的速度很慢,当PH值小于5时,其锈蚀的速度就快。由此可见,只有当钢筋混凝土构件内的钢筋周围碱性钝化膜因砼碳化或其它原因导致破坏后,才可能出现腐蚀。

(2)必须产生电位差,使钢筋产生微电池腐蚀式大电池腐蚀。钢筋腐蚀,是由于钢筋表面不同部分之间产生电位差引起的,其作用和电池一样,在钢筋表面有微弱的电流流动。当在钢筋表面构成了许多微小电池,其电化学反应,按下式进行:

阳极反应(活化区):FeFe +2e

-阴极反应区:2H20+O2+4e4(OH)

2一 综合反应式就是:Fe +2(OH)Fe(OH)2

这就是铁变成铁锈的过程。当构筑物(或构件)处在离子条件差别很大的两种环境中,或遭受杂散直流电影响时,一部分钢筋(或一部分构筑物)作为阳极,而另一部分作为阴极,这样便构成大电池腐蚀。

(3)必须具备水和氧。水和氧是钢筋腐蚀的必要条件(尤其是水),它们均参加钢筋电化腐蚀的阳极反应过程。水分子能穿透任何肉眼可辩的裂缝。水还能起着电解质的作用,并溶饵氧和其它如氯等的有害离子,从而加速了腐蚀速度。另外在一定条件下氧还可以造成浓度电池腐蚀。最常见的实例就是水线腐蚀。如浸在海水中的钢筋混凝土结构,在水线附近钢筋腐蚀最为严重,这是由于水线以上空气中的含氧量较高,而水线以下

(水中)2

(1)件上产生的裂缝,往往是造成钢筋腐蚀的很重要原因。混凝土浇筑中产生露筋、蜂窝、麻面等情况,都会加速钢筋的锈蚀。因为孔隙和裂缝(一般在0.2ram以上时)给水(汽)、氧和其他侵蚀性介质的渗透创造了有利条件。因此,钢筋的电化学腐蚀和混凝土密实度、裂缝的宽度、保护层的厚度、空气的湿度以及空气中侵蚀性介质的含量,都有直接的关系。当混凝士密实度差和钢筋保护层不足时,各种介质就容易到达钢筋表面造成腐蚀。

(2)由于混凝土碳化和侵蚀性气体、介质的侵入,造成钢筋的腐蚀。空气中的二氧化碳气体,在混凝土表层中逐渐为氢氧化钙的碱性溶液所吸收,相互反应生成碳酸钙,这种现象称为混凝土的碳化,亦称“中性化”。砼碳化生成的碳酸钙很难溶解,其饱和溶液的PH值为9,因此混凝土碳化的结果,就使PH值不断下降,并不断向内部深化。混凝土碳化对混凝土强度一般无直接影响。其危害主要在于为钢筋腐蚀提供条件,而钢筋锈蚀体积将发生膨胀(体积比原来提高2.2倍),混凝土保护层将因此遭到剥落和损坏,从而降低钢筋和混凝土的工作性能;尤其对于薄壳钢筋混凝土结构和预应力高强度钢丝构件等,会造成严重的结构损坏而且这种破坏往往是脆性的,具有隐藏、突然性等特点,必须引起高度重视。

(3)由于混凝土内掺入氯盐造成钢筋的腐蚀。为提高混凝土早期强度或抗冻性能,过去人们往往在混凝土内掺入一定量的氯盐,如氯化钙、氯化钠等。氯化钙与水泥中的氢氧化钙、硅酸三钙、铝酸三钙结合,生成高水分子复合化合物,如氯硅酸盐等,并提高了氢氧化钙的溶解度。混凝土中,氯盐对钢筋的腐蚀多呈溃疡状,容易造成钢筋的应力集中:因此它的危害性是比较大的。混凝土中氯离子主要来源于原材料、外加剂加海砂、海水或氯盐高的水,以及掺加的用氯化钙作为促凝剂,用氯化钠作为防冻剂等,国内外已出现多起加氯盐过量而引起的严重腐蚀事件。

(4)由于高强钢筋中的应力腐蚀随着预应力钢筋混凝土结构的采用,出现了高2+

强钢筋中的一种特殊腐蚀形式,即“应力腐蚀”。一般在表面只有轻微损害或根本看不见损害,这种腐蚀尤为危险,因为它没有任何预兆而可以发生突然破坏。一般认为:高强钢筋在应力(拉应力)的作用下,导致钝化膜的破坏,裂缝比较活化,并作为阳极而腐蚀。在电化学腐蚀过程中继续扩大,同时由于钢筋中具有很高的拉应力,和高强钢筋的低变形性能。因此,腐蚀和应力共同作用,使裂缝迅速向深度发展,以致钢筋在看不到明显的腐蚀现象的情况下会突然断裂

(5)电流腐蚀工业用电中的直流电,当它泄漏到地下钢筋混凝土结构中时,会造成钢筋的腐蚀。在这种情况下,电流流入处相当于阴极区,电流流出处相当于阳极区。目前我国一些直流电解工厂、电气化铁路、直流电的载流设备等的电流泄漏现象比较多,有时比较严重。这些杂散电流对钢筋混凝土结构(如基础、梁、柱等)钢筋的腐蚀破坏时有所见。

三.钢筋混凝土结构防护措施

混凝土结构防腐蚀是系统工程, 必须在勘察、规划、设计、施工、使用等各个阶段对所涉及的防腐问题进行细致的了解、分析和处理, 各个阶段都应充分重视和充分合作, 共同完成。混凝土结构防护措施可分为基本防护措施、混凝土表面涂覆防护措施和钢筋防护措施。

3.1 混凝土的基本防护措施

混凝土的基本防护措施即是从设计、施工、制作等方面提高混凝土自身的防护性能。由于混凝土本身具有高碱性, 正确设计、施工的优质混凝土保护层本身具有长期防止环境介质渗透的功能, 因此, 尽可能提高混凝土本身对钢筋的防护功能是预防钢筋腐蚀的许多措施中最经济合理、最有效的基本措施。这一类措施主要有以下几方面:

(1) 合理的结构设计

混凝土结构形式及细部构造应有利于防腐、检测。如构件截面几何形状应简单、平顺, 减少棱角、突变和应力集中; 混凝土表面应有利于排水,不宜在接缝或止水处排水; 特别注意构件应易于施工, 尽可能在工场预制; 结构形式应便于对关键部位进行检测和设置检测、维护和采取补充保护措施的通道; 对处于腐蚀较严重部位和构件, 应考虑其易于更换的可能性。由于混凝土保护层厚度与发生腐蚀的时间成平方关系, 适当增加混凝土保护层厚度, 以延长侵蚀性介质渗透到钢筋周围达到破坏钝化膜临界值的时间。但保护层厚度不宜大于80mm , 否则混凝土表面易出现由于混凝土收缩、温度应力等所引起的混凝土表面裂缝。控制主筋的直径不宜过大, 一般混凝土保护层厚度宜大于215 倍主径直径, 原因是较粗的钢筋提供较小的电阻, 也就是提供了较大的腐蚀电流。更重要的是较粗的钢筋会生成较多的腐蚀产物, 膨胀的体积增大比较多, 从而造成较高的拉应力。所以, 当混凝土保护层厚度相同时, 钢筋越粗, 钢筋直径对保护层厚度的比值越大, 钢筋开始腐蚀到开始使混凝土胀裂的时间也就越短。

(2) 选择优质原材料和优化混凝土配合比设计

选择优质原材料和优化混凝土的配合比, 以提高混凝土的抗蚀能力。如尽量减

小水灰比提高混凝土的密实度, 混凝土密实度高, 孔隙率小, 有利于提高混凝土的抗渗性, 增强对侵蚀性介质的抗蚀能力; 限制粗骨料的最大粒径, 减少粗骨料与水泥砂浆界面的不利影响; 规定混凝土拌合物最低水泥用量(或最低胶凝材料用量),确保混凝土具有较高的碱度;有抗冻要求时,加入合适量的引气剂以提高混凝土的抗冻性;不得采用可能发生碱—集料反应的活性骨料;严格限制砂、石、外加剂、拌和水等原材料中的氯离子含量,使混凝土拌合物中氯离子含量符合规定要求。

(3) 采用高性能混凝土

高性能混凝土是指用常规材料、常规工艺,以较低水胶比、适当掺量的优质掺合料和较严格的质量控制制作的高耐久性,良好工作性及较高强度的混凝土。中交集团广州四航工程技术研究院等单位开发的海工抗盐污染高性能混凝土, 其抗氯离子渗透性比普通混凝土提高数倍, 可显著提高混凝土本身的护筋性能, 从根本上提高混凝土的耐久性, 从而延长结构物的安全使用寿命。目前, 该项技术已成功应用于盐田港、湛江港、洋山港、东海大桥、杭州湾大桥等多项使用年限要求50年甚至100年的大型海港工程和跨海大桥工程中。

3.2 混凝土表面涂覆防护措施

除了采取措施提高混凝土本身的耐久性外, 采用混凝土表面涂覆防护措施有效地将混凝土与周围侵蚀性介质隔离开来或阻止有害介质的侵入, 也是一种有效的防护措施。

3.2.1 混凝土表面涂层

该措施是在混凝土表面涂覆一层涂料,形成一层隔离层制止氯离子、氧、水等介质渗入混凝土,以延缓钢筋腐蚀。从90 年代开始, 在我国一些海港工程, 跨海大桥工程中得到应用,实践证明,混凝土表面实施涂层防腐蚀保护的技术成熟、保护效果显著,是海洋环境混凝土防腐最经济有效的保护措施。我国《海港工程混凝土结构防腐蚀技术规范》已将该技术列为海港工程混凝土结构最重要的防腐蚀措施之

一。对涂料的要求是能耐碱、耐老化和与混凝土表面应有良好的附着性。对海港工程潮差、浪溅区涂层, 要求涂料应具有良好湿表面固化功能。

3.2.2 表面涂覆浸入型涂料

浸入型涂料是一种粘度很低的有机硅化合物液体,将它涂(或喷)于风干的混凝土表面上,靠毛细孔的表面张力作用吸入(深约数毫米的混凝土表层中,它与孔壁的氢氧化钙反应,以非极性基使毛细孔憎水化或者填充部分细孔,使孔细化。浸入型涂料不能在混凝土表面上成膜,不会形成隔离层,也不能充满混凝土毛细孔隙, 所以不会影响混凝土透气性,透水蒸汽性,但是,它却能显著降低混凝土的吸水性,使水和只能溶解于水中才能被毛细管吸收作用吸进去的氯化物都难以吸进混凝土中,而混凝土中的水份却可以化为水蒸汽自由蒸发出去,使混凝土保持干燥,从而显著地提高混凝土的护筋性。目前使用的侵入型憎水涂料中,以异丁基三乙氧基硅烷、异辛基三乙氧基硅烷作为浸渍材料效果最好,有液状和膏体状。国内外已有不少海港工程、跨海大桥使用,但材料费用较高,国内能批量生产的较少。

【钢筋混凝土结构的腐蚀及防护措施】

3.3 钢筋防护措施

3.3.1 镀层钢筋和涂层钢筋

镀层钢筋主要是镀锌钢筋, 利用锌的电位比铁低, 对钢筋施加阴极保护。涂层钢筋是指在钢筋表面制作涂层, 隔离钢筋与腐蚀介质的接触。这种钢筋是在严格控制的工厂流水线上, 采用静电喷涂工艺将涂层(目前使用较普遍的是环氧涂层) 喷涂于表面处理过的预热的钢筋上, 形成具有一层坚韧、不渗透、连续的绝缘层的钢筋。所以, 只要这种钢筋在运输、存放、加工、安装和混凝土浇捣过程中能按规范严格保护,它是可以将钢筋与周围混凝土隔开, 即使氯离子、氧气等已大量侵入混凝土, 它也能长期保护钢筋使它免遭腐蚀。

3.3.2 钢筋阻锈剂

反应, 从而阻止金属腐蚀是预防恶劣环境中钢筋腐蚀的一种有效的补充措施。但是它不能代替优质混凝土, 也就是说掺加阻锈剂不能降低对混凝土保护层的基本要求。按照作用机理, 钢筋阻锈剂可分为阳极型、阴极型和混合型三种。加入钢筋阻锈剂既推迟了钢筋开始生锈的时间, 又减缓了钢筋腐蚀发展的速度。

3.3.3 阴极保护

阴极保护技术是应用电化学原理, 通过给被保护钢筋加一负向电流, 使它的电极电位负移, 即使钢筋表面氯离子已达到或超过使钢筋脱钝的临界值, 由于电化学腐蚀过程得到有效的抑制而使钢筋不会发生锈蚀。阴极保护的方式有牺牲阳极和外加电流两种:

(1) 牺牲阳极方式

采用电化学上比钢更活泼, 即电位更负的金属(如铝合金、锌合金等) 作为阳极, 与被保护的钢电联接, 以本身的腐蚀(牺牲) 提供自由电子, 对被保护的钢实施阴极保护。它施工简便, 不需要外部直流电源, 不必经常维护管理, 但由于提供的保护电流有限, 一般不适用于暴露于大气中的钢筋混凝土结构。

(2) 外加电流阴极保护

以直流电源的正极接通难溶性阳极,发射保护电流;以其负极接通被保护的钢,而阳极与被保护的钢均处于连续的电介质中, 使被保护的钢接触电解质的全部表面都充分而且均匀地接受自由电子,从而受到阴极保护。外加电流阴极防护技术在欧、美等国家已经用于环境恶劣的重要工程上。我国目前尚处于技术开发和引进阶段, 中港—圣维可(广州) 防腐工程有限公司已将该项技术成功应用于天津港、杭州湾大桥等工程, 为该项新技术在国内的推广应用发挥了重要的示范作用。随着技术进步和认识的提高, 作为一种长期有效的保护措施, 该项技术将会有广阔的应用前景。

四.结语

随着我国经济建设的快速发展, 对混凝土结构的质量和使用寿命要求也将越来越高。混凝土的腐蚀是客观存在的, 但是只要对混凝土腐蚀问题进行深入的了解, 可根据混凝土结构的特定使用环境,针对可能出现的腐蚀情况, 在混凝土结构的设计、施工、质量控制等各阶段合理地应用各种防腐蚀保护措施,是可以确保混凝土

第二篇:《钢筋混凝土结构的腐蚀原因及防治措施》

钢筋混凝土结构的腐蚀原因及防治措施

【摘要】本文详细阐述了钢筋混凝土的各种腐蚀原因和机理,并

论述了耐腐蚀材料、涂料、阴极保护和电化学除氯等目前被认为有

效的防治手段。对于正确分析各种环境下钢筋混凝土结构的腐蚀原

因及使用正确适当的腐蚀控制措施,提高混凝土结构的寿命有着重

要意义。

【关键词】钢筋混凝土;腐蚀;控制措施

1 引言

钢筋混凝土结构是土木工程中最常用的结构形式,由于腐蚀带来

的各种问题也是工程中最为关注的问题之一。美国国家研究委员会

的公路战略研究项目(shrp)对美国由于桥梁结构腐蚀破坏造成的

损失进行了估算,金额超过200亿美元/年,并且以每年5亿美元

的速度递增[1]。英国环保部门最近的一份报告估计,英国建筑工

业的年成交额为500亿镑,而现在,因腐蚀破坏,钢筋混凝土结构

年维修费已达55亿英镑(占11%),已成为英国一个沉重的财政负担

[2]。根据1994年对我国铁路桥梁检查情况的统计[3],我国运营

国有铁路有病害桥6137座,占桥梁总数的18.8%,其中由于腐蚀导

致病害的混凝土桥梁为2675座。因此,了解钢筋混凝土结构的腐

蚀机理和原因,做到有针对性的腐蚀防护,对于延长混凝土结构的

耐久性,提高混凝土结构寿命而言,具有巨大的经济效益。

2 钢筋混凝土结构的腐蚀类型

钢筋混凝土结构的腐蚀根据环境和腐蚀对象的不同分为以下几种【钢筋混凝土结构的腐蚀及防护措施】

类型。

2.1 混凝土碳化

混凝土碳化是由于混凝土中的氢氧化钙与空气中的二氧化碳和水

发生反应降低了混凝土孔隙水溶液的ph值,由于混凝土中的水泥

石水化物只能存在于高碱性溶液(ph值>12.5)中,当碳化反应发生

后,水泥石水化物稳定存在的条件遭到破坏,水解形成的氢氧化硅、

氢氧化铁和氢氧化钙等碱性氧化物都变成碳酸盐,使混凝土的孔隙

率和渗透性发生改变,减少了水气的吸附。同时,ph值的降低导致

钢筋发生钝化的碱性条件遭到破坏,钢筋处于活化状态,在水和氧

的作用易发生锈蚀。混凝土碳化是大气环境混凝土腐蚀的一种最常

见形式。由于碳化作用离不开水的作用,因此干燥环境下碳化作用

较为缓慢,此外合理设置保护层厚度是避免混凝土碳化作用引起钢

筋锈蚀的有效方法。

2.2 氯离子侵蚀

氯离子是极强的去钝化剂。当钢筋混凝土结构处于氯盐环境下,

氯离子会通过液相扩散或毛细管结构深入混凝土中,游离的cl-与

水形成盐酸,并与混凝土中的氢氧化钙发生反应,使水泥石水化产

物发生分解,降低混凝土的密实性。当氯离子渗透至钢筋表面时,

会对钢筋表面的钝化膜产生完全或部分的破坏,造成预埋钢筋的严

重腐蚀和开裂。钢筋锈蚀的氧化物体积会膨胀4倍,会在混凝土内

部产生内应力,导致混凝土进一步开裂,使钢筋与混凝土的握裹力【钢筋混凝土结构的腐蚀及防护措施】

降低,而影响混凝土结构的承载力和使用寿命。海洋环境与除冰盐

环境下的钢筋混凝土结构腐蚀多为这种情况。在有氯离子的情况

下,混凝土的碳化作用远小于氯离子对钢筋的腐蚀速度,在多种腐

蚀情况同时存在的情况下,氯离子对结构的危害最大。

2.3 冻融循环

区别于以上两种腐蚀类型,混凝土的冻融循环属于物理现象,混

凝土冻融循环的发生主要原因是混凝土中存在孔隙和外界环境温

度的循环变化。位于北方地区的海洋浪溅区和水位变动区的桥梁墩

台表面的混凝土经常会发生这种腐蚀。在北方海洋环境下的秋冬季

节,昼夜温差可达到10~20度左右。白天海水中的水汽通过毛细孔

和微裂缝渗入混凝土并留在孔隙里,晚上留在混凝土孔隙中的水汽

遇冷结冰,在毛细孔壁周围形成拉应力,此外由孔隙冰与过冷水的

饱和蒸汽压差和盐分浓度差会引起的过冷水在混凝土毛细孔中的

迁移而形成的渗透压力,膨胀压力和渗透压力都会损伤混凝土的内

部微观结构,在冻融循环的反复作用下,混凝土内部的损伤逐步累

积扩大,最终在疲劳作用下,造成了结构的破坏。

2.4 碱-集料反应

碱-集料反应是指混凝土原材料中的水泥、外加剂和水中的碱性物

与集料中的活性成分发生反应,在混凝土浇筑成型后若干年逐渐反

应,反应生成物吸水膨胀使混凝土产生内部应力,膨胀开裂,导致

混凝土失去使用功能。为了避免碱-集料反应的发生,降低混凝土

拌合物水泥中的碱性成分是解决碱-集料反应最直接有效的措施。

由于钢筋混凝土组成材料之间的特性差异,导致混凝土产生腐蚀

的原因较多,通常在某种环境下的混凝土腐蚀影响因素并不是单一

的。例如在北方海洋性环境下,钢筋混凝土结构同时面临着冻融循

环、碳化、碱-集料反应和氯离子侵蚀等危害,它们之间相互作用、

相互影响加剧了钢筋混凝土的破坏。因此深刻理解混凝土各种类型

的腐蚀机理,针对环境作出准确判断是做好腐蚀防护措施的第一

步。

3 常见腐蚀控制措施

美国shrp指出恰当地运用多种腐蚀控制措施,可以将桥梁寿命延

长几十年。目前工程常用的腐蚀控制措施包括以下几种。

3.1 耐腐蚀材料的使用

混凝土目前最常用的防腐蚀材料是高性能混凝土。从上述分析来

看,混凝土腐蚀因素大部分都与混凝土的渗透有关。高性能混凝土

中掺加的矿物质组分微硅粉能有效减小混凝土中的孔隙尺寸和阻

断毛细孔,使氯离子在混凝土中的渗透率显著降低,并且显著减少

冻融循环对混凝土的危害。

3.2 防腐涂料的使用

防腐涂料的作用是形成屏蔽阻隔层,隔绝离子通路,阻止腐蚀反

应的发生,可分为混凝土外表面涂层和钢筋表面涂层。

混凝土外表面涂层主要包括聚合物改性砂浆、渗透型涂层和表面

涂料等。聚合物改性砂浆有着良好的密实、抗渗性,并兼有耐磨、

粘结力强等优点。渗透型涂层在混凝土表面涂覆后,可以深入混凝

土内部一定范围,与混凝土组分起化学反应并堵塞孔隙,或自行聚

合形成连续性憎水膜,形成一个特殊的防护层。表面涂料通常具有

抗氧化、防紫外线和红外线的能力,有时对抗磨、防冲击及耐适度

化学物质侵蚀也有一定要求。【钢筋混凝土结构的腐蚀及防护措施】

钢筋表面涂层主要包括镀锌钢筋、包铜钢筋、合金钢钢筋、不锈

钢钢筋及环氧树脂涂层钢筋等。环氧树脂涂层钢筋是最常用的钢筋

防腐涂层。

3.3 阴极保护

阴极保护法分为外加电流法和牺牲阳极法。

外加电流法把要保护的钢铁设备作为阴极,另外用不溶性电极作

为辅助阳极,两者都放在电解质溶液里,接上外加直流电源。通电

后,大量电子被强制流向被保护的钢铁设备,使钢铁表面产生负电

荷(电子)的积累,只要外加足够强的电压,金属腐蚀而产生的原

电池电流就不能被输送,因而防止了钢铁的腐蚀。杭州湾跨海大桥

是我国首个应用阴极防护技术的桥梁结构工程。

牺牲阳极法是将还原性较强的金属作为保护极,与被保护金属相

连构成原电池,还原性较强的金属将作为负极发生氧化反应而消

耗,被保护的金属作为正极就可以避免腐蚀。牺牲阳极法一般不适

第三篇:《钢筋混凝土结构的腐蚀及防护措施》

第四篇:《浅谈钢筋混凝土结构的腐蚀及防护措施》

第五篇:《钢筋混凝土基础的腐蚀与防护措施》

第27卷第2期2010年3月中国科学院研究生院学报JournaloftheGraduateSchooloftheChineseAcademyofSciencesVol.27No.2 March2010文章编号:100221175(2010)0220145209

钢筋混凝土基础的腐蚀与防护措施

张敬书1,2,1,(1西部灾害与环境力学教育部重点实验室(兰州大学),,兰州730000)

(2009年10月29;)

ZhangJS,WangCC.ionprotectionmeasuresofreinforcedconcretefoundation[J].JournaloftheGraduateAcademyofSciences,2010,27(2):1452153.

摘 要 概括了钢筋混凝土结构的腐蚀机理,归纳了影响钢筋混凝土基础的主要腐蚀因素及其作用规律.最后,对基础腐蚀的防护提出一些措施及建议.

【钢筋混凝土结构的腐蚀及防护措施】

关键词 钢筋混凝土基础,腐蚀,机理,影响因素,防腐措施

中图分类号 TU528133

  混凝土结构一直被认为是一种节能、经济、用途极为广泛的人工耐久性材料,是目前应用较为广泛的结构形式之一.但随着结构物的老化和环境污染的加剧,其耐久性问题越来越引起国内外广大研究者的关注.在1991年召开的第二届混凝土耐久性国际会议上,P.K.Mehta教授在题为《混凝土耐久性———

[1]五十年进展》的报告中指出:“当今世界,混凝土破坏的原因,按重要性递降顺序排列是:钢筋锈蚀、寒

冷气候下的冻害、侵蚀环境的物理化学作用.”

长期以来,人们对混凝土结构的耐久性问题一直未能给与足够的重视.由于勘察、设计、施工及使用过程中多因素影响,很多混凝土结构都先后出现病害和劣化,使结构出现了各种不同程度的隐患、缺陷或损伤,导致结构的安全性、适用性、耐久性降低,最终引起结构失效,造成资金的巨大浪费.从国外情况来看[2],美国与钢筋腐蚀有关的损失占总腐蚀的40%;前苏联工业建筑的腐蚀损失占工业固定资产的16%,仅混凝土和钢筋的腐蚀损失占GDP的1125%;1999年,澳大利亚公布的腐蚀损失为GDP的412%.除此之外,北欧、英国、加拿大、印度、日本、韩国及海湾地区等不少国家都存在以基础结构设施为主的腐蚀.中国面临的问题同样很严峻.根据中国工程院2001~2003年《中国工业和自然环境腐蚀调查

[3]与对策》中的统计,1998年中国建筑部门(包括公路、桥梁建筑)的腐蚀损失为1000亿人民币.有专家

估计[4],中国“大干”基础设施工程建设的高潮还将延续20年,由于忽视耐久性,迎接我们的还会有“大修”20年的高潮,这个高潮可能不用很久就会到来,其耗费将数倍于这些工程建设时的投资.

近年来,中国建筑行业的发展速度突飞猛进,一批批建筑物拔地而起,但钢筋混凝土基础的耐久性问题也逐渐暴露出来.所以,重视和加强钢筋混凝土基础结构的腐蚀性与防腐措施的研究已迫在眉睫.1 腐蚀机理分析

111 混凝土的腐蚀机理

混凝土的腐蚀是一个很复杂的物理的、物理化学的过程.由于混凝土腐蚀机理的复杂性,对混凝土腐蚀的分类还没达成一个共同的认识,但一般都倾向于采用前苏联学者B1M.莫斯克文为代表所提出

[5]的分类方法.将混凝土的腐蚀分为3类:溶蚀性腐蚀、某些盐酸溶液和镁盐的腐蚀、结晶膨胀型腐蚀

.

钢筋混凝土结构的腐蚀及防护措施

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