氯离子对混凝土结构的侵蚀及其防护.pdf

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1、文章编号：1009—9441(2010)12—0007—02氯离子对混凝土结构的侵蚀及其防护口口张洁(山两建筑职业技术学院，山西太原030006)摘要：阐述了混凝土结构的侵蚀机理和影响因素。结合当前的研究成果和实际施工情况，介绍了相应的侵蚀防护方法。关键词：混凝土结构；氯离子；钢筋锈蚀中图分类号：TU375文献标识码：A引言因氯化物侵蚀引起的钢筋混凝土构筑物破坏而造成霞大损失的现象很普遍。在通常情况下，水泥石中Ca(OH)，和其他的碱性水化产物形成的高碱度，使钢筋表面形成1层由Fe：0，组成的保护性氧化膜，从而使钢筋免

2、受腐蚀。当钢筋表面钝化膜因混凝土保护层被碳化或者氯离子侵入而遭破坏时，钢筋开始锈蚀。氯离子侵蚀引起的钢筋局部腐蚀的危害很大，如何采取有效措施避免氯离子对钢筋的侵蚀，是一个值得关注的问题。1氯离子对钢筋锈蚀的机理1．1氯离子的侵入氯离子进入混凝土中通常有两种途径，一是混入，如掺用含Cl一离子的外加剂、使用海砂、施工用水含Cl一离子、在含盐环境中拌制、浇注混凝土等；二是渗入，环境中的氯离子通过混凝土的宏观或微观缺陷渗入到混凝土中，并到达钢筋表面。混入现象大多是由于施工管理的问题；而渗入现象则是综合技术的问题，与混凝土材料的

3、多孔性、密实性、工程质量、钢筋表面混凝土层厚度等多种因素有关。1．2破坏钝化膜水泥水化的高碱性使混凝土内钢筋表面产生1层致密的钝化膜，该钝化膜由铁的氧化物构成，它对钢筋有很强的保护能力，但该钝化膜只有在高碱性环境中才是稳定的。当pH<11．5时，钝化膜就开始变得不稳定；当pH<9．88时，该钝化膜生成困难或已经存在的钝化膜逐渐破坏。Cl一离子是极强的去钝化剂，Cl一离子进入混凝土中到达钢筋表面，吸附于局部钝化膜处时，使该处的pH值迅速降低，可使钢筋表面pH值降低到4以下，从而破坏钢筋表面的钝化膜。1．3形成腐蚀电池如果

4、在大面积的钢筋表面上具有高浓度的氯化物，则氯化物所引起的腐蚀町能是均匀腐蚀，但在不均质的混凝土中，常见的是局部腐蚀。Cl一离子对钢筋表面钝化膜的破坏发生在局部，这些部位露出了铁基体，与尚完好的钝化膜区域形成电位差(作为电解质，混凝土内一般有水或潮气存在)。铁基体作为阳极而受腐蚀，大面积的钝化膜区域则作为阴极。腐蚀电池作用的结果是，在钢筋表面产生坑蚀，由于大阴极(钝化膜区域)对应于小阳极(铁基体)，因而蚀坑发展十分迅速。1．4去极化作用Cl一离子不仅促成了钢筋表面的腐蚀电池，而且会加速电池的作用。Cl一离子与阳极反应产物

5、Fe2+结合形成FeCI：，使阳极反应过程得以顺利进行甚至加速进行。通常把使阳极过程受阴称作阳极极化作用，而将加速阳极极化作用称作去极化作用，Cl一离子发挥的是阳极去极化作用。在有cl一离子存在的混凝土中，在钢筋的锈蚀产物中是很难找到FeCI：的，这是因为FeCI：是可溶物，在向混凝土内扩散时遇到OH一离子就会生成Fe(OH)：沉淀，再进一步氧化为铁的氧化物，即通常所说的铁锈。由此可见，cl一离子在钢筋锈蚀中起着介质的作用，其本身并不被消耗，凡是进入混凝土中的Cl一离子，会周而复始地起到破坏作用，这也是Cl一离子危害的

6、特征之一。1．5钢筋发生腐蚀的条件通常，钢筋腐蚀的可能性随着混凝土中氯化物含量的增加而增大，但不是混凝土中只要含有氯化物钢筋就一定会发生腐蚀。在钢筋混凝土体系中，只有当氯离子浓度达到临界值，且具备其他必要条件(水和氧)时，钢筋表面才会去钝化而发牛腐蚀。建材技术与应用12／2010·7·2防止氯离子侵蚀混凝土中钢筋的措施为防止氯离子侵蚀钢筋混凝土可采取两类措施，一类为基本措施，另一类为补充措施。前者旨在提高混凝土的性能，以增强对钢筋的防护功能，后者主要指在环境侵蚀作用下，当采取基本措施难以对钢筋实施有效保护时而增加的其他

7、防护措施。2．1控制原材料中氯化物的含量除按照施工的质量要求选择合适的原材料外，严格控制材料中的氯化物含量和避免氯化物污染，是确保混凝土中cl一离子不超标的前提条件。混凝土的原材料主要有水泥、水、砂、石子和外加剂等，对因特殊需要而在生产过程中引入氯化物的水泥要严格控制氯含量，并对其使用范围有所限制。饮用水、天然的洁净淡水及河砂一般含氯盐量很少，可直接用于拌制混凝土；钢筋混凝土工程不允许使用海水；对海砂应检验其氯盐含量，符合标准的规定方能使用，而且最好同时采取防止钢筋腐蚀的措施(如掺加钢筋阻锈剂)；混凝土中掺用的外加剂要

8、符合标准的规定，对于预应力混凝土结构，严禁使用含氯化物的外加剂。2．2提高混凝土对钢筋的防护性能在正常情况下，正确设计和施工的优质钢筋混凝土结构，具有长期抵制环境介质侵蚀的功能。因此，最大限度地提高混凝土本身的低渗透性和保持对钢筋的防护性能，是预防混凝土中钢筋腐蚀最有效的措施，也是最根本的方法。提高混凝土对钢筋防护性能的主要方法有