鋼筋混凝土防腐蝕

1、鋼筋混凝土防腐蝕（上海法赫橋梁隧道養(yǎng)護工程技術(shù)有限公司）摘要：介質(zhì)對鋼筋混凝土的腐蝕機理，根據(jù)規(guī)范要求提出防腐蝕措施。關(guān)鍵詞：腐蝕機理；鋼筋混凝土；基礎(chǔ)1引言鋼筋混凝土基礎(chǔ)埋置于地下，接觸到的腐蝕性介質(zhì)主要是腐蝕性水和污染土。如果地下水對砼具有腐蝕性，設(shè)計師就需要進行防腐蝕設(shè)計。2鋼筋混凝土的腐蝕機理鋼筋混凝土的腐蝕分為兩部分；一部分是混凝土的腐蝕，另一部分是鋼筋的腐蝕。混凝土受腐蝕的類型有結(jié)晶類腐蝕，分解類腐蝕及結(jié)晶分解復(fù)合類腐蝕。結(jié)

2、晶類腐蝕指水或土中某些鹽類浸入混凝土的毛細孔中，經(jīng)干濕交替作用鹽溶液濃縮至飽和，當(dāng)溫度下降時析出鹽晶體，晶體不斷積累膨脹或與混凝土中某些成分相結(jié)合生成新的結(jié)晶物質(zhì)膨脹，致使混凝土破壞。分解類腐蝕指水或土中的鹽類與混凝土的化學(xué)成分反應(yīng)生成易溶鹽，被溶解或被水帶走，從而使混凝土分解破壞。結(jié)晶分解復(fù)合類腐蝕指水或土中的鹽類對混凝土既有結(jié)晶破壞又有分解破壞。水或土對鋼筋的腐蝕主要為電化學(xué)腐蝕和酸類的腐蝕。電化學(xué)腐蝕是指鋼鐵表面各部位受不同的物理

3、或化學(xué)條件作用，形成電位差產(chǎn)生腐蝕電流，使鋼鐵被氧化導(dǎo)致銹蝕破壞。酸類的腐蝕是指水、土中的酸類對鋼鐵的化學(xué)溶蝕居多，它是因與電介質(zhì)接觸的金屬表面形成大量短路微電池的作用而引起的。當(dāng)鋼筋所處環(huán)境中含有氯離子等雜質(zhì)時，會大為加快上述電化學(xué)腐蝕的速度，其作用原因為：①破壞金屬鈍化膜：當(dāng)混凝土中存在氯離子等有害雜質(zhì)時，可使混凝土局部的PH值降低，造成鈍化膜的局部破壞，電化學(xué)腐蝕可以進行；②導(dǎo)電作用：腐蝕微電池的要素之一是要有離子通路，氯離子和硫

4、酸根離子的存在，降低了混凝土中的電阻，從而加速了鋼筋的電化學(xué)腐蝕過程；③陽極去極化作用：氯離子還會加速電化學(xué)腐蝕的陽極反應(yīng)過程，其原理是將陽極反應(yīng)生成的Fe2“搬走”，使陽極反應(yīng)得以順利進行，也就加速了鋼筋的腐蝕過程。同時在這些過程中，氯離子并未被消耗，也即凡進入混凝土中的氯離子均會周而復(fù)始地起作用，其危害非常大，建筑物中的金屬腐蝕很大程度是由于氯離子造成的。各主要腐蝕指標(biāo)（介質(zhì)）的腐蝕作用為：2.1PH值（酸堿度）PH值較小，表明水中

5、的H濃度相對較高，具有酸性，可與混凝土的CACO3等物質(zhì)發(fā)生復(fù)分解反應(yīng)，產(chǎn)生分解腐蝕。同時，PH值小顯酸性時，會對鋼鐵產(chǎn)生酸性腐蝕。將11.5稱做保護鋼筋的“臨界PH值”。2.2侵蝕性CO2（溶蝕碳酸鈣）地下水中常含有一些游離的碳酸（CO2），而水泥石中的氫氧化鈣能與碳酸起化學(xué)反應(yīng)，生成碳酸鈣（CaCO3），碳酸鈣又與碳酸起化學(xué)反應(yīng)，生成易溶于水的碳酸氫鈣：如果水泥石在有滲濾的壓力水作用下生成碳酸氫鈣，并溶于水中被沖走，上述反應(yīng)將永遠達

6、不到平衡。氫氧化鈣將連續(xù)流失，使水泥石中石灰濃度逐漸降低，使硬化了的水泥石結(jié)構(gòu)發(fā)生破壞。環(huán)境水中含游離碳酸越多，其侵蝕性也越強烈；若水溫較高，則侵蝕速度將加快。2.3陰離子（HCO3、Cl及SO42）裹力”降低和氫脆發(fā)生，對于預(yù)應(yīng)力混凝土更應(yīng)慎重。3.1提高混凝土自身的保護能力3.1.1合理選擇水泥品種為配制密實性混凝土，在水泥品種選擇上至少應(yīng)該注意以下幾個方面：（1）選擇低水化熱水泥。（2）避免使用早強水泥和早強劑。（3）選擇有害堿（

7、K、Na）含量低的水泥，以防止發(fā)生“堿集料反應(yīng)”。（4）選擇鋁酸三鈣（C3A）含量低的水泥。鋁酸三鈣（C3A）有高強效應(yīng)，更主要的是，它能與硫酸鹽起化學(xué)反應(yīng)，產(chǎn)生體積膨脹，使混凝土開裂?！陡?guī)》要求：①混凝土和水泥砂漿宜選用普通硅酸鹽水泥或硅酸鹽水泥；地下結(jié)構(gòu)或在弱腐蝕條件下，可選用礦渣硅酸鹽水泥。②受硫酸根離子作用且腐蝕性等級為強腐蝕、中等腐蝕的地下結(jié)構(gòu)，可選用鋁酸三鈣含水量不大于5%的普通硅酸鹽水泥、礦渣硅酸鹽水泥或抗硫酸鹽硅酸鹽水

8、泥。重要部位的鋼筋混凝土構(gòu)件，其混凝土強度等級不應(yīng)低于C25。3.1.2選用較好的砂、石骨料粗、細骨科，按體積計算，它是混凝土的主要組成部分，達80%之多，其耐蝕性和表面性能對混凝土的耐蝕性能具有很大影響。當(dāng)混凝土的水泥含有較多的堿，同時使用了含有活性氧化硅的粗骨料時，水泥中堿性氧化物水解后形成的氫氧化鈉和氫氧化鉀與骨料中的活性氧化硅就起化學(xué)反應(yīng)，結(jié)果在骨料表面生成了復(fù)雜的堿硅酸凝膠體。這樣就改變了骨料與水泥漿的原來界面，生成的凝膠體是

9、無限膨脹性的（指不斷吸水后體積可以不斷膨脹）。由于凝膠體為水泥石所包圍，故當(dāng)凝膠體吸水不斷膨脹時，會把水泥石脹裂，由于這是混凝土骨料本身堅硬顆粒的膨脹，所以對混凝土十分有害。這種堿性氧化物和活性氧化硅之間的化學(xué)作用通常稱為堿集料反應(yīng)。堿集料反應(yīng)問題可使混凝土遭受嚴重破壞，被稱之為混凝土的“癌癥”。堿集料反應(yīng)，首先決定于兩種反應(yīng)物的存在和含量，堿性物質(zhì)主要來自水泥。在一般情況下，當(dāng)骨料中含有活性氧化硅時，水泥含堿量超過0.6%（折算成氧化

10、鈉含量），就可能發(fā)生堿集料破壞。我國混凝土的堿含量限制為3.0kgm3，為滿足這一限定值，可采取如下方法：a、使用堿含量低的水泥；b、降低水泥用量；c、不用或少用含NaCI和KCI多的海沙、海石和海水；d、不用或少用含堿外加劑；e、使用混合水泥或摻加混合料，如礦渣、粉煤灰和硅灰?！陡?guī)》要求：混凝土的砂、石應(yīng)致密，并可采用石灰石、石英石或花岡石。改善粗細骨料的顆粒級配，在允許的最大粒徑的范圍內(nèi)盡量選用較大粒徑的粗骨料，可減少骨料的空隙率