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1、沿海码头混凝土结构腐蚀和防护措施综述 摘要:随着社会经济的发展，许多沿海城市也快速发展起来了，加强沿海码头的防护是很有必要的，本文探索了沿海码头混凝土结构的腐蚀及防护措施。关键词:沿海码头混凝土结构腐蚀防护措施中图分类号：TG171文献标识码：A文章编号：近年来，处于沿海及近海地区的混凝土结构,由于海洋环境中的氯离子对混凝土的侵蚀引起钢筋锈蚀而使结构发生早期损伤,导致结构耐久性降低。在预期荷载不变的情况下,结构的安全度和可靠度就会降低,并可能使结构在达到其设计寿命之前就已经破坏,造成极大的危害和巨
2、大的损失。钢筋混凝土结构结合了钢筋与混凝土的优点，已成为最常用的结构形式之一。钢筋腐蚀破坏造成的直接、间接损失之大远远超出人们的意料，在欧美发达国家已构成严重的财政负担。目前广泛应用于沿海及近海地区海港工程中的混凝土结构，由于海水、海风等海洋环境对钢筋混凝土结构的侵蚀，导致海工混凝土结构破坏非常普遍。7我国海洋工程中广泛使用的钢筋混凝土结构因腐蚀引起破坏的情况同样严重。除海洋环境本身属于强腐蚀环境因素外，环境的日益恶化、相关的混凝土结构耐久性规定标准偏低、施工质量不能保证等因素，致使我国混凝土结构大
3、部分在使用10年左右即出现较严重的腐蚀破坏，给国家建设和经济发展造成了巨大的损失。因此，如何采取有效的防腐蚀技术措施，防止钢筋混凝土结构过早出现钢筋锈蚀破坏，确保建筑物达到预期的使用寿命是国内外学术界、工程界极为关切的热点。从材料学科层次上分析，混凝土结构的腐蚀可分为混凝土本身的腐蚀破坏和混凝土中钢筋的腐蚀破坏。混凝土的腐蚀破坏是由于混凝土直接暴露在自然环境和使用环境中，在各种外部物理、化学作用及材料内部因素的作用下，混凝土内的某些成分发生反应、溶解和膨胀，而降低或失去自身工作能力的性能，引起结构耐
4、久性的失效。混凝土腐蚀破坏的原因主要包括混凝土冻融破坏、碱-集料反应和碳化。混凝土材料本身为毛细孔多孔体，由于外界气温正负变化，吸水饱和的混凝土孔隙中的水会在内部结冰，体积膨胀，引起混凝土开裂和剥落。在反复发生冻融循环后混凝土中的裂缝会互相贯通，其强度也会逐渐降低直至完全丧失。混凝土的冻融破坏与组成混凝土的主要材料性质、外加剂和施工工艺有关。碱-集料反应一般是指水泥中的碱和集料中的活性成分发生反应，生成硅胶体吸水产生膨胀压力，从而引起混凝土开裂。混凝土结构一旦发生碱-7集料反应出现裂缝后，会加速其它
5、如空气、水、二氧化碳等介质的侵入，加速混凝土的其他破坏，最终造成混凝土工程的综合性破坏。碱-集料反应引起的混凝土结构破坏的发展速度和破坏程度，比其它腐蚀破坏更快、更严重，而且一旦发生就难以控制。碱-集料反应主要与集料中的活性成分、混凝土内外环境的碱含量、环境是否潮湿相关。在海洋环境中,混凝土结构周围环境中氯离子的含量一般较高,对结构混凝土中钢筋易造成严重的腐蚀损伤。对结构混凝土而言,氯离子的来源主要有二种:拌和混凝土或管道灌浆时掺入和外部环境的渗透。当结构混凝土中具有充分的可溶性氯离子时,钢筋表面的
6、钝化层将遭到破坏,导致钢筋的腐蚀、混凝土的开裂,严重时还能导致混凝土保护层的脱落。钢筋锈蚀过程的主要反应:Fe→Fe2++2e(1)Fe2++2Cl-+4H2O→FeCl2·4H2O(2)FeCl2·4H2O→Fe(OH)2↓+2Cl-+2H++2H2O(3)4Fe(OH)2+O2+2H2O→4Fe(OH)3↓(4)从以上反应可以看出,氯离子本身虽然并不构成腐蚀产物,在腐蚀中也不消耗,但为整个腐蚀过程的进行起到了加速催化的作用。应该注意的是,在混凝土结构中常见的由氯离子引起的钢筋腐蚀主要是局部的坑蚀
7、,这主要是由于氯离子一般首先在较小区域的钢筋表面破坏钝化膜,形成小阳极,7与大部分表面钝化膜完好的钢筋区域-即大阴极间形成腐蚀电偶,使坑蚀的发展较为迅速。由于混凝土本身固有的多孔性而存在着宏观与微观的缺陷等原因,应采取必要的防护措施阻止或防止外界海洋环境中的氯离子渗入混凝土内部。根据防腐对策原理等不同,在工作时需要由外部输入能量的防腐对策方法,可称为“积极腐蚀控制”方法;不需要输入能量的,称为“消极腐蚀控制”方法。各类积极腐蚀控制方法在一定程度上遵从相同的电化学机理,通过外加电流影响或改变混凝土、钢
8、筋、钢筋与混凝土接触面的特性以及混凝土内部的液体流动系统,各方法之间的主要不同点在于外加电流的大小、钢筋的实际可获得电流以及通过混凝土碱性化过程加入混凝土中的特殊电解质。这些积极的腐蚀控制方法主要有:阴极保护法、混凝土电化学碱化法以及混凝土电化学除氯法等。混凝土在空气中的碳化会降低混凝土的碱度，破坏钢筋表面的钝化膜，使混凝土失去对钢筋的保护作用。对于海工混凝土结构来说由于混凝土保护层要求较厚，混凝土碳化往往不是引起钢筋腐蚀的主要问题。就世界范围来看，氯盐是最广泛存在而
