天津地铁中的钢筋混凝土腐蚀及防护论文

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1、天津地铁中的钢筋混凝土腐蚀及防护论文.freel,主要依靠大气降水入渗和地表水入渗补给,水位受季节影响明显;微承压水分布于第Ⅱ陆相层以下,一般位于地表15.0m以下,主要含水层为粉土和粉砂,含水层厚度较大,分布相对稳定,该层接受上层潜水的补给,以地下径流方式排泄,.freelg/L,氯离子最高浓度4006mg/L。它们交互作用,对钢筋混凝土形成侵蚀,影响其耐久性能。2钢筋混凝土腐蚀机理的分析2.1硫酸盐对混凝土腐蚀作用机理Na2SO4、MgSO4等硫酸盐与混凝土中水泥的水化产物Ca(OH)2反应生成:(1)钙矾石(3CaO、Al2O3、3CaSO4、3

2、1H2O)2。它是一种针状结晶体,固相体积是原来的1.5倍。由于是在固化了的混凝土中发生反应,因此在混凝土内形成膨胀应力而引起混凝土结构的破坏。(2)白色松软的不定形物质—Mg(OH)2。它会使水泥浆体的结构遭到破坏。(3)石膏。溶于水后会造成混凝土的浸析增加。(4)硅酸镁水化物。与硅酸钙水化物的取代反应会使混凝土强度下降。2.2氯离子对钢筋的腐蚀作用机理混凝土在水化作用时,水泥中氯化钙生成氢氧化钙,从而产生大量的氢氧根离子,使pH值达到12～14。钢筋在这样的高碱环境中,表面容易生成一层致密的钝化膜而阻止钢筋的锈蚀。但当pH值小于一定的数值时,钝化膜

3、则难以形成,氯离子一旦到达钢筋表面,局部钝化膜便开始被破坏,钢筋便会在各种作用下开始锈蚀。(1)腐蚀电流的影响。当钢筋表面局部钝化膜遭到破坏后,使某些部位露出铁基本体,与尚完好的钝化膜区域之间构成电位差。大面积的钝化膜区作为阴极发生还原反应,铁基体作为阳极而受到腐蚀。腐蚀由局部开始逐渐在钢筋表面扩展。(2)氯离子的阳极去极化作用3。加速阳极过程者,称做阳极去极化作用,而氯离子就具有这样的作用,即:在阳极氯离子与2价铁离子相遇生成FeCl2,使2价铁离子消失,从而加速阳极反应。但是FeCl2是可溶的,在向混凝土内扩散遇到氢氧根离子发生反应,最后可氧化成铁

4、的氧化物。在这个过程中,氯离子只起“搬运”作用,而不被“消耗”,因此它会周而复始地起破坏作用。(3)氯盐与水泥的作用。在一定的条件下,氯盐可与水泥中的铝酸三钙生成不溶性“复盐”,从而降低氯离子含量,同时降低硫酸盐与铝酸三钙作用而发生“膨胀”破坏。但当混凝土的碱度降低时,“复盐”会分解重新释放出氯离子,对钢筋产生腐蚀。2.3其他的腐蚀因素如果外界环境中CO2、SO2、工业酸性介质等渗入到混凝土中,也会与其中的含碱物发生化学反应,这样将降低混凝土的碱度,也可能导致部分水泥水化物分解。此外,气候条件、地下微生物等也有可能腐蚀钢筋。3钢筋混凝土防护措施通过上面

5、腐蚀机理的分析,要提高钢筋混凝土的耐久性就要做到:保持混凝土的高碱度;提高混凝土的密实度,增强抗渗能力;控制硫酸根离子、氯离子的含量。(1)水泥和骨料材料的选择水泥是配置混凝土的关键原料。为提高混凝土抗硫酸根离子腐蚀性和抗裂性能,选用含C3A、碱量低的普通硅酸盐水泥和坚固耐久的洁净骨料,并控制水泥和骨料中氯离子的含量;要重视单方混凝土中胶凝材料的用量和混凝土骨料的级配,以及对粗骨料的粒形要求,并尽可能减少混凝土胶凝材料中的硅酸盐水泥用量。(2)掺入高效活性矿物掺料活性矿物质掺料中含有大量活性SiO2及活性Al2O3。由于现在水泥产品的细度减小、活性增加

6、,使得水化反应加速、放热加剧、干燥收缩增加,导致混凝土温度收缩和干缩产生的裂纹增加。将二级粉煤灰、S95级矿粉复合掺入混凝土中,可以减少热开裂,提高抗渗性,降低混凝土中钙矾石的生成量。（3）使用高效减水剂一般情况下,材料的组合与配合比中对混凝土抗渗性最具影响力的因素是水灰比。因此在保证混凝土拌和物所需流动性的同时,应尽可能降低用水量。加入减水剂可以使水泥体系处于相对稳定的悬浮状态,在水泥表面形成一层溶剂化水膜,同时将水泥在加水搅拌中絮凝体内的游离水释放出来,达到减水的目的。(4)添加防腐剂采用SRA-1型防腐剂,其SiO2与水泥的水化产物氢氧化钙生成水

7、化硅酸钙凝胶,降低硫酸盐腐蚀速度;其二次水化反应也减少氢氧化钙的含量,降低液相碱度,从而减少了硫酸根离子生成石膏的钙矾石的数量,减缓了膨胀破坏。同时它还相对降低水泥中铝酸盐的含量。它的氯离子渗透系数为抗硫酸盐水泥的0.1,为普通硅酸盐的0.5,所以,当硫酸根离子和氯离子并存时,它更有利于抵抗盐类腐蚀。4结语为提高混凝土的耐久性,我们选用了优质原材料,除水泥、水和骨料,还掺入了足够数量的矿物集料和高效减水剂,这样就减少了水泥用量、混凝土内部空隙率以及体积收缩;在施工过程中,由于加强了施工各环节控制,严把混凝土施工质量关,确保水灰比、坍落度在要求范围内,混

8、凝土振捣严格按规程进行操作,同时重视混凝土振捣后的抹面工作,所以施工后经检验,质量效果甚佳,受