混凝土结构中钢筋锈蚀机理分析及其预防措施

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1、第32卷第l期Vo1-32No．1建筑施工BUILDINGCONSTRUCTl0N混凝土结构中钢筋锈蚀机理分析及其预防措施Analysis0fRebarCorrosionMechanisminConcreteStructureandRelatedPrecauti0ns口刘国栋(中冶京唐建设有限公司河北盾山064000)【摘要】混凝土结构中钢筋的锈蚀是混凝土结构耐久性的重要影响因素，也是目前混凝土耐久性课题中的一个难点。根据工程实践，介绍了钢筋锈蚀的危害，并分析了钢筋锈蚀的机理以及影响因素，提出了预防钢筋锈蚀的技术措施。【关键词】建筑结构混凝土钢筋锈蚀影响因素预防措

2、施【中图分类号]TU755．3／文献标识码B【文章编号】1004一lO01(2010)Ol一0028—030引言降，屈服台阶逐渐变短直至消失，钢筋逐渐呈脆性破坏形式。相关试验结果表明，当钢筋截面锈蚀率大于10％时，其延伸近几十年来，许多国家由于混凝土结构耐久性不良引发率的递减速度明显增大，变形性能明显降低。的工程事故不断发生，由此造成的工程损失和维修费用大大1．2混凝土截面性能损伤增加。著名专家梅塔(P．K．Mehta)教授认为，影响混凝土耐久混凝土中的钢筋锈蚀以后，其锈蚀物体积是相应钢筋体性的因素按重要性递减的顺序分别是钢筋锈蚀、冻融破坏、积的2—4倍，因而会向

3、四周膨胀，从而在交界面上产生锈胀侵蚀环境的物理化学作用。其中，钢筋锈蚀是钢筋混凝土结力。钢筋锈胀应力会使得受压区混凝土处于双轴异号受力状构破坏的主要原因。态，混凝土沿锈蚀钢筋纵向胀裂，此时混凝土已完全进入塑性据有关资料介绍，美国锈蚀损失的40％与混凝土中钢筋状态，混凝土出现受压“软化”现象。而钢筋混凝土构件一旦的锈蚀有关。我国以基础设施为主的钢筋混凝土结构中钢筋锈胀纵裂以后，与外界的接触面积增大，钢筋锈蚀速度便大的锈蚀也已经造成很大的危害，并潜存着很大的结构安全威大加快，体积将更加膨胀，严重时可导致保护层大面积剥落。胁。如我国的海港码头、滨海设施、水工、桥梁都有很

4、多钢筋1．3锈蚀钢筋与混凝土的粘接性能降低锈蚀破坏的事例，许多工程达不到设计寿命的要求，大量的钢筋锈蚀后，由于锈蚀产物改变了钢筋与混凝土之间的修复工程已经或正在进行。因此，采取适当措施预防钢筋混接触面，铁锈体积膨胀使得混凝土抗裂强度降低，从而使锈凝土中钢筋的锈蚀，具有十分重大的经济意义，在某些情况蚀钢筋与混凝土之间的粘结性能不断劣化，导致钢筋与混凝下甚至关系到人民的生命安全。土不能充分协同工作，致使结构承载力下降。1钢筋锈蚀的危害早期的研究认为钢筋锈蚀增加了表面粗糙，因而对钢筋与混凝土的粘结性能是有利的，但随后的研究表明，在钢筋1．1力学性能退化锈蚀的初始阶段，截

5、面锈蚀率小于1％时，钢筋与混凝土之出厂合格的钢筋都有明确的屈服点和一定长度的屈服间的粘结强度有所提高：而随着锈蚀率的增加，粘结强度将台阶，并且抗拉强度与屈服强度之比值～般在1．25～1．5以有大幅度的下降。研究认为钢筋直径、锈蚀程度、混凝土保护上。然而，当钢筋发生锈蚀后，随着锈蚀程度的不同，其应层厚度等是影响锈蚀后钢筋与混凝土粘结强度的主要因素。力一应变益线将发生不同程度的变化。目前，学术界普遍认1．4锈蚀钢筋混凝土构件受力性能降低为钢筋的均匀锈蚀不影响其抗拉强度，但在受力计算中应采目前，国内外学者对锈蚀后的钢筋混凝土构件承载力性用钢筋的实际面积，一般截面平均锈蚀

6、率小于5％时可视为能进行了大量的试验研究，其中最突出的是锈蚀钢筋混凝土均匀锈蚀；当锈蚀率大于5％后，抗蚀的应力集中现象逐渐受弯构件的承载力问题。研究结果表明，随着钢筋锈蚀率的表现出来，相应的名义屈服强度、极限强度、伸长率都明显下增加，受弯构件的延性不断降低，并能影响锈蚀梁的破坏形【作者简介】刘国栋(1983一)，男，本科，助理工程师。联系地态。如浙江大学对不同锈蚀率下的混凝土梁试验发现：随着址：河北省唐山市丰润区幸福道16号技术管理部(064000)梁中钢筋锈蚀量的增加，其破坏形态由适筋梁向少筋梁的形【收稿日期】2009—12—28·28·键簿魏国第32卷第1期刘

7、国栋：混凝土结构中钢筋锈蚀机理分析及其预防措施01／2010态发展，破坏时的裂缝由分散的几条转为集中的～条。相关蚀有影响，有的无影响甚至对钢筋有保护作用；混凝土的湿科研单位通过对不同配筋率、箍筋间距以及不同锈蚀率的钢度越大，越易锈蚀；钢筋的不均匀性会导致存在电位差和形筋混凝土梁的抗弯试验研究发现：钢筋锈蚀率小的梁一般为成锈蚀电池，从而对钢筋产生锈蚀。受弯破坏，而钢筋锈蚀率和箍筋间距较大时，往往会发生剪3．4氧气的扩散切破坏。孔隙水中氧气的存在是钢筋锈蚀的必要条件。即使钢筋钝化膜遭破坏，若氧气未能扩散到钢筋表面，就不会发生钢2钢筋锈蚀机理分析筋锈蚀现象。混凝土的孔溶

8、液呈碱性，