混凝土结构中钢筋腐蚀问题探析

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1、混凝土结构中钢筋腐蚀问题探析【摘要】：文章阐述了混凝土对钢筋的保护作用、混凝土结构中钢筋腐蚀机理，介绍了减轻钢筋腐蚀的措施和钢筋锈蚀的修补。【关键词】：混凝土结构；钢筋腐蚀；原理；对策【abstract】：thepaperexpoundstheconcreteofreinforcedofprotection,reinforcementinconcretestructuresofcorrosionmechanism,thispaperintroducesthemeasurestoreducesteelcorrosionandr

2、ustcorrosionrepairs・【keywords】：concretestrueture；Steelcorrosion；Principle；countermeasures中图分类号：TU37文献标识码：A文章编号：混凝土对钢筋具有保护作用，钢筋混凝土结构中的钢筋是不易受到腐蚀的。但当混凝土的保护层被破坏而造成部分钢筋裸露或是由于滋工中钢筋除锈不彻底，则极易发生钢筋锈蚀，产生事故隐患。分析锈蚀产生的原因，研究对策，对保证工程质量有着极其重要的意义。1、混凝土对钢筋的保护作用在自然环境中，铁的活性很高,极易产生锈蚀现象。

3、在钢筋混凝土结构中，混凝土内部的碱性很高，在水泥凝结硬化过程中，pH值达到13.5-13.8,硬化混凝土中液相pH值一般在12.5以上，这样高的碱性可以使其内部钢筋表面保持钝化状态，钢筋表面会形成一层不易渗透的牢固粘附于钢筋表面上的氧化物一钝化膜，钝化膜使钢筋表面不存在活性的铁,因此电化学腐蚀无法进行，从而使钢筋免受腐蚀。钝化膜是阻止钢筋腐蚀的实质，而混凝土的保护层是使钢筋表面形成钝化膜的前提，二者共同作用成为防止钢筋腐蚀的两道防线。2、钢筋腐蚀的机理造成混凝土结构中钢筋腐蚀的因素很多，其腐蚀的机理也不尽相同，一般可分为电化

4、学腐蚀、化学腐蚀和应力腐蚀三种形式，通常以电化学腐蚀为主。2.1电化学腐蚀电化学腐蚀是钢筋腐蚀的主要形式。形成电化学腐蚀必须具备两个条件：1）钢筋表面形成电位差。即在钢筋表面不同电位区形成阳极与阴极。2）阳极部位的钢筋表面处于活化状态，可以自由释放电子，在阴极部位钢筋表面存在足够的水和氧气。由于钢筋材质和表面的非均匀性，钢筋表面总有可能形成电位差，因此在潮湿的环境下钢筋就可能发生电化学反应，从而形成腐蚀。钢筋腐蚀产物的体积不断地增大，而几乎不具有强度，从而削弱了与混凝土间的握裹并减小有效截面。2.2化学腐蚀钢筋的化学腐蚀包括

5、：酸腐蚀、碱腐蚀、盐腐蚀等。其中酸腐蚀是化学腐蚀的一种主要形式。2.3应力腐蚀应力腐蚀是电化学腐蚀和应力复合作用的结果，腐蚀介质、钢筋的应力水平和钢筋的材料情况是影响应力腐蚀的主要因素，钢筋由于化学腐蚀等原因使表面形成大小不一、分散分布的腐蚀坑，在钢筋受拉时将引起应力不均匀分布，造成应力集中并可能引起早期断裂。应力腐蚀对于高强预应力钢筋尤其危害大。3、钢筋腐蚀对结构的危害混凝土开裂：钢筋腐蚀后体积增加了2-10倍，如红锈体积可大到原来体积的四倍，黑锈体积可大到原来的二倍，对周围混凝土产生压力，将使混凝土沿钢筋方向开裂，进而使

6、保护层成片脱落，而裂缝及保护层的剥落又进一步导致更剧烈的腐蚀。改变结构受力状态和降低结构的耐久性。降低钢筋与混凝土的握裹粘结力，表现在：①钢筋的腐蚀产物是疏松的氧化物和氯化物，在钢筋表面形成一层疏松隔离层，从而降低了钢筋与混凝土之间的粘接作用。②钢筋腐蚀膨胀引起混凝土开裂，混凝土对钢筋的约束作用减弱；③变形钢筋腐蚀后的变形肋将逐渐变小。严重时变形肋与混凝土之间的机械咬合作用基本消失。这样，钢筋混凝土结构中钢筋与混凝土共同工作、相互传递应力的受力机理被破坏，加快混凝土裂缝的开展。钢筋截面变小改变使构件突然破坏：钢筋腐蚀严重时，

7、钢筋的箍筋、主筋受力横截面减少，钢筋应力过大，受腐蚀梁在钢筋屈服前，受力裂缝不明显，一旦出现明显的受力裂缝，这时钢筋已经屈服，构件即将破坏。结构的破坏形态从有预兆的受弯塑性破坏变为无预兆的少筋或剪切脆性破坏。使结构的动力性能降低：由于腐蚀影响钢筋截面与破坏混凝土，因此对结构动力性能的不利影响将更为严重。国内许多厂房的钢筋混凝土结构在腐蚀环境服役多年，存在着抗震性能不断降低的隐患。4、减轻钢筋腐蚀的措施提高混凝土的密实度和施工质量：混凝土不可能做到完全密实，环境介质还是可以渗入其内，只不过存在难、易和时间长短问题。最大限度地提

8、高混凝土的密实性，对提高混凝土的强度和防止钢筋腐蚀是非常重要的。控制混凝土的原材料：防止混凝土中带入氯离子，控制使用含氯盐的原材料（海水、海砂等）和外加剂，在混凝土中加入适量的缓蚀剂或阻锈剂，如亚硝酸钙、亚硝酸钠等，可以延缓钢筋的锈蚀。改善混凝土的工作环境：对于室内有侵蚀性气体，粉尘介质，