海洋环境钢筋混凝土桥梁腐蚀机理和防腐措施

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1、海洋环境钢筋混凝土桥梁腐蚀机理和防腐措施　　摘要：海洋环境中的结构腐蚀包括混凝土和钢筋两方面，相互影响会产生严重的后果。为了减少或避免桥梁损伤，必须采取切实可行的防腐措施。论文针对腐蚀因素，提出结构材料及设计施工等多方面的防腐措施。Abstract：Thecorrosionofstructureinthemarineenvironmentincludestwoaspectsofconcreteandreinforcement，whosemutualinfluencewouldhaveseriousconseq

2、uences.Inordertoreduceoravoidthebridgedamage，viableanticorrosionmeasuresmustbetaken.Inviewofthecorrosionfactors，theanticorrosionmeasureswhichrefertomaterial，designandconstructionwereputforwardinthispaper.关键词：腐蚀机理；防腐；海洋；钢筋混凝土Keywords：corrosionmechanism；corro

3、sionprotection；ocean；reinforcedconcrete中图分类号：TU37文献标识码：A文章编号：1006-4311（2014）09-0087-020引言7从19世纪20年代发明水泥到今天，水泥混凝土的材料和技术，经历了巨大的变化。从最初的普通强度发展到现在的高强度高性能混凝土，由于混凝土的材料性能的不断改善。使其具有取材广泛、施工方便、维护简单、成本较低、耐热性能好等优点，使得钢筋混凝土逐渐成为了海洋环境下桥梁建设的首选形式。事实上，由于桥梁结构长期处于海洋环境中，未得到妥善防护的钢

4、筋混凝土结构的劣化速度非常快，另外，跨海桥梁一旦发生损坏，在修复过程中一旦受到自然条件的制约，就会显得十分困难，代价也是很昂贵的。因此，研究海洋环境中桥梁结构的防腐问题对于维修既有跨海桥梁及提高新建跨海大桥耐久性是很有必要的。1混凝土腐蚀机理海水环境中的混凝土腐蚀主要受多组分的侵蚀性离子的影响，包括硫酸盐、氯盐及镁盐腐蚀，每种侵蚀性离子对混凝土的侵蚀机理各有不同。1.1硫酸盐侵蚀混凝土机理混凝土硫酸盐侵蚀破坏机理是一个复杂的物理化学过程，其实质是SO■■进入混凝土的孔隙内部，与水泥石的某些成分发生化学反应，并

5、且在混泥土内部的毛细孔内形成大量的结晶水的难溶物，体积就会增大产生膨胀内应力，使得水泥石结构胀裂而破，导致混凝土强度下降，乃至破坏。71.2氯盐侵蚀混凝土机理微观表象下，混凝土是多孔材料的，当熔盐吸湿面后会渗透到密实的混凝土空隙中，当表面的混凝土接触含盐溶液后，就会因为毛细血管的作用，使含氯盐的溶液上升到混凝土迎空面，其中当水分蒸发后，就会使溶液浓度加大，当浓度达到饱和后，就会加速化学的侵蚀反应。此外，当适度和温度达到一定量的时候，盐类就会转化为体积膨胀的结晶水化物。这样即使溶液中氯盐含量较高，或者反复干湿后

6、，盐晶都会在混凝土空隙中产生很大的结晶压力，使混凝土崩碎、开裂或者表面剥蚀。1.3镁盐侵蚀混凝土机理海水中的可溶性盐可以与水泥石的组分发生离子交换反应，由于反应生成物为可溶物或没有胶结能力的松软物质，破坏了原有水泥石的结构。在海洋环境下，该类腐蚀主要是Mg2+腐蚀。Mg2+侵蚀入混凝土结构后时，会分解水泥石中的Ca（OH）2或直接分解胶凝物质，由于生成物Mg（OH）2和SiO2·H2O均无胶凝特性，从而使得水泥石结构被破坏。2钢筋腐蚀机理处于海洋环境中的钢筋混凝土结构，海水、海风和海雾中的氯离子会直接渗入混凝

7、土并达到钢筋表面，破坏钝化膜，在其表面形成腐蚀电池，使得钢筋锈蚀。开始在钢筋表面产生局部锈蚀，在其后的阶段中，由于更多的局部锈蚀点的出现使得锈蚀开始布7满钢筋表面，最后导致钢筋整个表面的锈蚀。由于铁锈是疏松、多孔的结构，而且极易透气和渗水，同时铁锈的体积会增大至原来的2～4倍，锈蚀产物的体积膨胀使钢筋外围混凝土产生环向拉应力，当环向拉应力达到混凝土的抗拉强度时，在钢筋与混凝土界面处将出现内部径向裂缝。这又使得氧气、水分等更容易进入，随着锈蚀的进一步加剧，钢筋锈蚀量的增加，径向内裂缝向混凝土表面发展，直到混凝土

8、保护层开裂产生顺筋方向的锈胀裂缝，甚至保护层剥落，严重影响钢筋混凝土结构的正常使用。3混凝土防腐技术研究通过以上腐蚀机理的分析可知，混凝土腐蚀是受周围环境介质，主要是硫酸盐、氯离子、镁盐和其他侵蚀离子等的侵蚀，而造成溶析、碳化、膨胀开裂而破坏失效的。对于钢筋混凝土来说，因混凝土保护层遭到侵蚀，有害介质渗透进入，加快了钢筋的锈蚀，而钢筋的锈蚀又加快了混凝土的破坏，二者相互作用加速，最终导致结构失稳。因