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混凝土中鋼筋被腐蝕,竟是這幾個原因?
文章來源: 更新時間:2017-07-10
混凝土中鋼筋被腐蝕,竟是這幾個原因?

鋼筋在混凝土中可以增加混凝土的抗拉強度和抗彎強度,而混疑土水化物所形成的堿性環境又能使鋼筋免於腐蝕,鋼筋混凝土結構已成為工業和民用中最常見的建築結構。但是隨著鋼筋混凝土構築物與腐蝕性介質的長期接觸,混凝土逐漸失去對鋼筋的保護作用,鋼筋由於鏽蝕,腐蝕產物的膨脹產生的拉應力超過混凝土原先的抗拉的拉應力,會使混凝土發脹開裂,從而造成鋼筋混凝土結構的破壞。鋼筋腐蝕引起建築物的破壞已成為世界性關注的問題。
混凝土是由水泥、沙石和水組成的多孔材料,在混凝土的孔隙裏溶液pH 值在12以上,在這種環境中鋼筋表麵發生鈍化,生成耐蝕的鈍化膜。但是隨著使用時間延長或混凝土出現裂縫,CI-、O2、H2O和CO2滲入,鋼筋就會被腐蝕。
鋼筋混凝土腐蝕的主要原因是冰雪融化和海洋環境氯化物的侵蝕。工業環境的腐蝕性介質、中性化、鹽堿土、凍融等也是鋼筋混凝土腐蝕的重要因素。由於氯化物引起的鋼筋腐蝕,人們稱它為鋼筋混凝土的:"鹽害"。北美、北歐、英國、澳大利亞、東南亞、日本的鋼筋混凝土"鹽害"問題較為突出。據資料介紹,在氯化物環境中的鋼筋混凝土建築物,使用15~20 年就出現鋼筋腐蝕破壞並需要修複。
鋼筋的腐蝕實質上是鐵的氧化。影響鋼筋在混凝土中腐蝕的因素很多,主要有以下幾個方麵:
1、材料自身
鋼筋的不均勻是指其化學組成或晶體結構上的差異,受力狀況不同,表麵膜的不連續,被破損或被汙染的程度不同等。這些不均勻性會導致存在電位差和形成腐蝕電池,使鋼筋被腐蝕。
2、氯化物
氯離子能加速混凝土鋼筋腐蝕。氯離子能破壞鋼筋表麵的鈍化膜,使鋼筋發生局部腐蝕。遊離的氯離子通過混凝土的孔隙或毛細管到達鋼筋表麵,改變鋼筋表麵的環境,在氯離子的侵蝕處發生腐蝕。
3、二氧化碳
空氣中的二氧化碳易與混凝土中的氫氧化鈣作用。其破壞主要表現為:1.使空隙溶液的PH 值降低到8.3左右,鋼筋從鈍化態轉入活性態;2.混凝土粉化,失去對鋼筋的保護作用;3.由於PH值的降低,混凝土中的矽酸鹽不穩定,釋放氯離子,使遊離氯離子的濃度增大,混凝土鋼筋腐蝕更嚴重。空氣中CO2、SO2、HCI、H2S含量越高。由其所形成的酸雨對混凝土的侵蝕破壞越大。
4、氧和水
氧參與鋼筋腐蝕電化學過程的陰極反應,鋼筋的腐蝕速率受到水中溶解氧擴散過程的控製。水不僅可加速混凝土的碳化作用,也為鋼筋的腐蝕提供了條件。
5、硫酸鹽
硫酸鹽對混凝土鋼筋也有侵蝕作用。大部分硫酸鹽會與水化後水泥中的CaOH)2 和鋁酸三鈣(C3A) 作用形成硫酸鈣,硫酸鈣具有膨脹性,使混凝土內部產生裂縫,混凝土強度下降,空隙增多,加速混凝土的惡化和劣化。地下水中琉酸鹽含量愈多、溫度愈高,鋼筋混凝土受損程度將愈嚴重。
6、鎂鹽
鎂鹽滲入混凝土以後與Ca(OH)2 發生反應,使混凝土中的堿度降低,水泥中的水化矽酸鈣和鋁酸鈣與鎂鹽反應,生成的Mg(OH)2還能與鋁膠、矽膠反應,結果使水泥石黏結力減弱,使混凝土強度降低,鋼筋受腐蝕。
7、微生物作用
混凝土中有硫化細菌時,細菌將S轉變成硫酸,引起混凝土被腐蝕。