钢筋混凝土的防腐

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1、钢筋混凝土的防腐钢筋混凝土作为一种结构材料,广泛地应用在桥梁、建筑物、高架桥、堤坝、海底隧道和大型海洋平台等结构中。钢筋的锈蚀是钢筋混凝土结构破坏的主要原因之一。由于钢筋混凝土是由钢筋和混凝土共同组成，钢筋混凝土的腐蚀分为钢筋的腐蚀和混凝土的腐蚀。1钢筋腐蚀的种类金属表面与周围介质发生化学变化及电化学作用而遭到的破坏，叫做金属的腐蚀。如果这个破坏是发生在钢筋上的，便是钢筋的腐蚀。这种腐蚀有两大类，分别是化学腐蚀和电化学腐蚀。1.1化学腐蚀钢筋表面与气体或电解质溶液接触发生化学作用而引起的腐蚀，称为化学腐蚀。这种腐蚀其腐蚀过程没有电

2、子的流动，只是腐蚀现象的一小部分。1.2电化学腐蚀1.2.1概念钢筋表面与介质如湿空气，电解质溶液等发生电化学作用而引起的腐蚀，叫做电化学腐蚀。在这种腐蚀的过程中有电子的流动，绝大部分腐蚀属于化学腐蚀。1.2.2电化学腐蚀的原理当金属与电解质溶液接触时，由于金属与杂质的电位不同，在金属表面形成许多微小的原电池。金属在腐蚀是金属作为阳极的自溶解过程，它必然要有共扼的阴极相配合，无论金属如何活泼，如果没有共扼的阴极存在，金属的腐蚀也不会发生。金属铁所遇到的共扼阴极有以下几种情况:(1)析氢腐蚀:铁浸在无氧的酸性介质中受到腐蚀。铁作为阳

3、极发生溶解，对应的共扼阴极反应是H+离子放电，其反应式为：阳极反应:FeoFee2e阴极反应:2H2eoH2此腐蚀有氢气析出，故称为析氢腐蚀。(2)日常遇到的大量的腐蚀现象往往是有氧存在，pH值接近中性的条件下发生的腐蚀。这是铁腐蚀的共扼阴极，是氧化还原反应。反应式如下:阳极反应:2Feo2Fe24e阴极反应:022H204eo40H(3)介质中的氧化还原反应:介质中存在电位较高的氧化剂，氧化剂的还原反应成为金属溶解的共扼阴极反应，使铁溶解。如:阳极反应:FeoFee2e阴极反应:2Fe32eo2Fe21.2.3钢筋的腐蚀过程钢筋

4、的腐蚀过程有两种，一种是电极反应交换电流引起的腐蚀。钢铁在酸性溶液中的溶解属于此类。另外一种是扩散速度控制的腐蚀过程。混凝土中钢筋的腐蚀大多数属于这种腐蚀。在中性和碱性的介质中，H+离子的浓度很小，溶解过程的共扼阴极反应往往不是氢的析出反应，而是溶解在溶液中的氧的还原反应。在这种情况下，铁的自溶解速度完全受氧的极限扩散速度控制，因此在同一介质中，不同的金属几乎有相同的自溶解速度。不同种类的构件在海水中的腐蚀速度大致相同，其原因就在这里。它们都是受氧的极限扩散速度所控制。搅拌能减少扩散层的厚度，加快氧的供应，提高氧的极限电流，因此钢

5、铁在流动的含氧介质中腐蚀速度较快。另外，一般较长的钢筋处在含氧量不同的介质中所引起的腐蚀，成为充气不均所引起的腐蚀。这种腐蚀的结果使含氧量较多的介质中腐蚀的速度减慢，含氧量小的介质中腐蚀速度增加，所以铁在充气小的部分会产生较大的腐蚀。2.氯盐的侵蚀及碳化2.1氮盐的侵蚀混凝土中氯盐的侵人有两种途径，一是在混凝土拌合时为了改善混凝土的某些性质如工作性、强性等作为外加剂加人的。另外一种是在混凝土硬化以后，外界的氯离子通过渗透的作用从混凝土的毛细孔中进人的。当混凝土开裂时，氯盐顺着裂缝进人的量会增加。一般认为在混凝土拌合时加人的氯盐，其

6、氯离子被C-S-H胶体吸附，对钢筋的腐蚀没有多大的影响。但是后来进入的氯离子，等它到达钢筋表面时，尽管它一般不改变钢筋周围的碱性环境，但是它降低了钢筋作为阳极反应的活化能，使钢筋容易发生腐蚀。2.2碳化所谓碳化是指混凝土中的氢氧化钙与空气中的二氧化碳反应，生成碳酸钙的过程。混凝土中的氢氧化钙使混凝土保持碱性，有利于钢筋的钝化。但当碳化锋面到达钢筋时，钢筋消失了，同时碳化使被C-S-H胶体粘结的氯离子成周围的碱性环境也就为自由活动的氯离子，使钢筋容易发生腐蚀。碳化有时候对混凝土也是有利的。在密实的混凝土中，当碳化深度较小时，碳化形成

7、的硅、铝、氧化铁骨架被生成的碳酸钙填充。使碳化后的强度比原始的混凝土的强度更高，而且具有更低的渗透性。应该注意的是，对于疏松多孔的混凝土，碳化的这种加强作用是不明显的，碳化永远不能使这种混凝土成为质量较好的混凝土。3硫酸盐的侵蚀硫酸盐侵蚀也是一种常见的化学侵蚀形式。海水中的硫酸盐与水泥水化生成的Ca(OH)2反应生成硫酸钙。Ca(OH)2+SO2-4+2H2O→CaSO4·2H2O+2HO-(2)在流动的水中,反应(2)可不断进行。硫酸钙与水泥熟料矿物铝酸三钙C3A水化生成的水化铝酸钙C3AH6和水化单硫铝酸钙3CaO、Al2O3

8、、CaSO4、18H2O都能反应生成水化三硫铝酸钙(又称钙矾石)4CaO·Al2O3·19H2O+3CaSO4+14H2O→3CaO·Al2O3·3CaSO4·32H2O+Ca(OH)2(3)3CaO·Al2O3·3CaSO4·18H2O+2CaS