桥涵混凝土中钢筋锈蚀的成因及预防分析

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1、桥涵混凝土中钢筋锈蚀的成因及预防分析：钢筋锈蚀是影响桥涵混凝土结构耐久性的主要因素之一，采取适当措施预防钢筋锈蚀具有很大的经济意义，本文分析了钢筋锈蚀的成因及影响因素，提出了工程施工中预防钢筋锈蚀的可行措施。　　关键词：桥涵混凝土钢筋锈蚀成因预防措施　　桥涵混凝土中的钢筋主要是提供拉伸和剪切、弯曲等机械强度，但是当钢筋遭到锈蚀破坏时，给混凝土性能带来的不仅仅是机械强度的损失，因为钢筋锈蚀产物的体积比钢筋大2.5-3倍，致使混凝土内产生体积应力，可能导致混凝土产生裂缝、剥落等破坏，因而在诸多影响混凝土耐久性的因素中，钢筋锈蚀位于首位。　　据相关资料介绍，英国建筑结构受到的腐蚀损失有近40%是

2、与钢筋的锈蚀有关。单就桥梁而言，英国的几十万座桥梁中已有40%的桥梁承载力不足，年修复费用高达几百亿英镑。据统计，一座桥在40年内的保养维护投资相当于同等4座桥的初建费用。　　我国桥梁混凝土结构中钢筋的锈蚀问题已十分严重，正威胁着结构的安全，我国许多的结构工程项目都有钢筋锈蚀破坏的事例许多工程达不到设计使用年限，修复就已开始进行。可见，采取适当措施来预防混凝土中钢筋的锈蚀，有着十分重要的经济意义。　　1混凝土中钢筋的锈蚀成因及影响因素　　钢筋的锈蚀主要是化学锈蚀和电化学锈蚀　　(1)化学锈蚀　　由非电解质溶液或各种干燥气体(例如CO2.S02、O2、CL2、H2S)引起的纯化学性锈蚀，锈蚀

3、时无电流产生，其产物是在钢筋表面氧化形成酥松的氧化物，周围条件干燥时这种锈蚀速度缓慢，但在高温、高湿度的条件下锈蚀速度就很快。　　(2)电化学锈蚀　　以水为介质的钢筋锈蚀大多是电化学锈蚀，属氧化还原反应。实际上桥涵钢筋混凝土中钢筋的锈蚀是有限体积中的氧化扩散，只要有氧供给阴极，反应就会发生，因此钢筋锈蚀的主要因素之一是锈蚀过程中氧的可供应性，另外，锈蚀还受下列因素影响：　　①氯化物　　氯化物在一定条件下会导致钢筋锈蚀，而且会使锈蚀持续下去。混凝土中氯化物会因施工需要（如掺氯盐的防冻剂）、工业盐水、海水等向混凝土中的渗透、含氯盐的雨水、浓雾等的污染、冬季钢筋混凝土桥面撒除冰盐等情况下出现。　

4、　②PH值　　钢筋锈蚀速度会因PH值的增大而显著降低，普通混凝土的PH值达13以上时，钢筋表面形成一层可使钢筋处于钝化状态的致密氧化膜来保护钢筋不会生锈，只有当钢筋处在PH值11.5以下的混凝土时才会生锈。　　③碳化　　当混凝土中的Ca(OH)：与空气中或水中的CO：反应而碳化时，混凝土的PH值显著降低，这种情况下钢筋已不处于钝化状态，因而有发生锈蚀的可能。但是对于高质量的干燥的或被水饱和的混凝土来说，碳化不会导致钢筋锈蚀。　　2预防钢筋锈蚀的措施分析　　防止钢筋锈蚀的技术措施很多，一般可分为以下两类。一是通过提高混凝土的性能来提高其对钢筋的保护能力，比如使用高性能混凝土；二是采取一些附加

5、措施，比如在混凝土外涂层中采用环氧涂覆钢筋、阴极保护和掺加钢筋阻锈剂等。　　(1)工程设计和施工中应采取的措施　　在钢筋混凝土的工程设计和施工中应尽可能地对钢筋提供保护措施，还应考虑所采取的措施能否良好的实施。　　①规定结构的保护层厚度　　受氯化物侵蚀或处在中等湿度条件下的构造物，其防止锈蚀的能力主要取决于混凝土保护层厚度和保护层的抗渗透能力。另外，在满足施工要求的条件下可采用较小水灰比的混凝土作保护层，对防止氯化物等有害离子的渗入也是十分有利的。　　②限制构造物中氯化物的含量　　钢筋混凝土中如含有氯离子并达到一定的含量时，将对钢筋产生很显著的锈蚀，同时掺人混凝土的外加剂中常带有一定含量的

6、氯离子，混凝土所用骨料及水也常含有氯化物，即使不在混凝土中掺加氯化物，钢筋混凝土也有可能被组成材料带人氯离子，因此，规定混凝土拌和物中的所有组分都不含氯化物是不现实的，在混凝土中无论氯化物以何种形式存在于何种组分中，发生锈蚀的危险都会随着氯化物含量的增大而增大。但是，外掺到混凝土中的氯化物一般将会因其化合和分散而减小其影响力。而掺入的氯化物将在混凝土内部造成氯离子浓度差而导致钢筋锈蚀。各国在制定规范时对氯化物的含量都有明确的限制。例如，我国《公路桥涵施工技术规范》(JTJ041-2000)中除规定在钢筋混凝上中不得掺用氯盐外，还对钢筋混凝土中氯离子的含量进行了如下严格限制：位于温暖或严寒地

7、区、无侵蚀物质影响、与土直接接触时，氯离子含量不得超过水泥用量的0.3%；位于严寒和海水区域、受侵蚀环境和使用除冰盐的桥涵，氯离子含量不得超过水泥用量的0.15%；从各种组成材料引入的氯盐含量大于上述数值时应采取有效的防锈措施。　　③使用外加剂来提高混凝土的密实度　　使用混凝土减水剂、膨胀剂和防水剂以提高混凝土的密实度，增强钢筋混凝土的抗渗透能力，阻碍氯离子等有害物质向混凝土的渗入,这些外加剂近年来被广泛应用于混凝土的防