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1、CGM-501/502混凝土鋼筋阻銹劑1混凝土中鋼筋鈍化膜破壞的機(jī)理混凝土孔隙中是堿度很高的氫氧化鈣飽和溶液，PH值在12.5左右，由于混凝土中還有少量的氧化鉀、氧化鈉，實(shí)際PH值可超過13。在高堿性環(huán)境下，鋼筋表面形成厚2~6納米的水化氧化膜γ—Fe2O3·nH2O。這層膜很致密，使鋼筋處于鈍化狀態(tài)，即使有水分和氧氣存在的情況下也不會(huì)發(fā)生銹蝕，稱為鈍化膜。有三個(gè)因素可以導(dǎo)致鈍化膜破壞：1）混凝土中性化（如CO2，SO2，工業(yè)酸的作用），使得PH值降低到一定程度：PH值降到11.5左右時(shí)，鈍化膜不再穩(wěn)定，將PH值為11.5作為保護(hù)鋼筋的“臨界區(qū)”。PH降到9~10時(shí)，鈍化膜完全破壞，鋼
2、筋處于脫鈍狀態(tài)，銹蝕有條件發(fā)生；2）足夠濃度的游離氯離子擴(kuò)散到鋼筋表面：如果鋼筋表面有足夠的氯離子，即使PH值大于11.5，氯離子也能破壞鈍化膜，從而使鋼筋發(fā)生銹蝕。因?yàn)槁入x子半徑小，活性大，容易吸附在位錯(cuò)區(qū)、晶界區(qū)等氧化膜有缺陷的地方。氯離子有很強(qiáng)的穿透能力，在氧化膜內(nèi)層形成易溶的FeCl2，使氧化膜局部溶解，形成坑蝕。如果氯離子在鋼筋表面廣泛分布，坑蝕便會(huì)廣泛發(fā)生，最終導(dǎo)致大面積腐蝕。3）雜散電流：雜散電流的存在（如地鐵、電纜溝、輕軌等），導(dǎo)致金屬鐵失去電子而形成離子鐵。影響鋼筋銹蝕速度的因素：1）PH值：PH值在4~10之間腐蝕速度基本相等；PH值小于4時(shí)，腐蝕速度急速增加。不再
3、表現(xiàn)為吸氧腐蝕，而是釋放出氫氣。PH值大于10時(shí)，銹蝕速度大致與PH值的降低速度成正比。2）溫度：腐蝕速度對(duì)溫度很敏感。10~60℃范圍內(nèi)，銹蝕速度隨溫度升高幾乎成比例增大。小于10℃時(shí)銹蝕速度很慢，大于80℃后銹蝕速度快速降低。3）氯離子濃度：游離氯離子濃度越大，對(duì)鈍化膜的破壞作用越大。同時(shí)PH值決定鈍化膜的厚度，鈍化膜的穩(wěn)定性好，破壞鈍化膜所需的氯離子濃度就高。研究表明，Cl-濃度與OH-濃度比值有一個(gè)臨界值。小于這個(gè)臨界值，銹蝕不會(huì)發(fā)生。對(duì)于Cl-為內(nèi)摻，[Cl-]/[OH-]臨界值為0.6，而外滲入，為3。4）混凝土的電阻抗：電阻抗越大，銹蝕速度越慢，基本成反比。電阻抗又與孔隙
4、水含量、水化程度、水灰比、密實(shí)度等有關(guān)。5）保護(hù)層厚度：保護(hù)層厚度越大，O2的濃度梯度越小，氯離子滲透速度越慢，銹蝕越慢。6）水泥品種和摻合料：水泥礦物組分中，C3A對(duì)氯離子的吸附能力強(qiáng)，故游離氯離子濃度低，對(duì)保護(hù)鋼筋有利。高堿水泥，提高了水泥堿度，提高了氯離子產(chǎn)生銹蝕的臨界濃度。摻合料對(duì)氯離子有較強(qiáng)的吸附能力，對(duì)防止銹蝕均有益。2鋼筋銹蝕的危害1）導(dǎo)致鋼筋截面積縮小，承載能力降低。不均勻銹蝕導(dǎo)致產(chǎn)生應(yīng)力集中現(xiàn)象，使鋼筋的力學(xué)性能退化，如強(qiáng)度降低、脆性增大、延性變差。2）導(dǎo)致混凝土產(chǎn)生順筋裂縫：銹蝕一旦發(fā)生，在鋼筋表面生成疏松的銹蝕產(chǎn)物（mFe3O4·nFe2O3·rH2O），同時(shí)向周
5、圍混凝土中擴(kuò)散。銹蝕產(chǎn)物為未腐蝕的鋼筋體積的2~6倍，銹蝕產(chǎn)物體積增大導(dǎo)致周圍混凝土產(chǎn)生環(huán)向拉應(yīng)力，最大可達(dá)到30MPa。當(dāng)環(huán)向拉應(yīng)力大于混凝土的抗拉強(qiáng)度時(shí)，便會(huì)形成裂縫。隨著銹蝕的加重，裂縫逐漸向混凝土表面發(fā)展，保護(hù)層表面產(chǎn)生順筋裂縫，甚至保護(hù)層脫落。裂縫又會(huì)為氯離子，氧氣和水分到達(dá)鋼筋表面提供快捷通道，加速鋼筋銹蝕。3）疏松的鐵銹降低了鋼筋與混凝土之間的粘結(jié)力，以及導(dǎo)致橫肋銹損，使得鋼筋與混凝土的粘結(jié)性能退化。上述危害最終導(dǎo)致結(jié)構(gòu)的承載力下降，安全性降低和適用性降低。3鋼筋銹蝕的防護(hù)方法1）添加鋼筋阻銹劑：后面詳細(xì)介紹。2）電化學(xué)防護(hù)法，分為陰極保護(hù)法、電化學(xué)脫鹽法、電化學(xué)再堿化法
6、a.陰極保護(hù)法，又分為犧牲陽極和外加電流保護(hù)法。*犧牲陽極保護(hù)法是采用化學(xué)活性更活潑的金屬（如鋁、鋅等）作為陽極，與被保護(hù)的鋼筋相連接，以提出自由電子，結(jié)果是更活潑的金屬逐漸失去電子而消耗，起到保護(hù)鋼筋的作用。施工簡(jiǎn)便，不必經(jīng)常保護(hù)管理，但由于提供的保護(hù)電流有限，此法不適用于暴露于大氣中的混凝土結(jié)構(gòu)保護(hù)。*外加電流的陰極保護(hù)法：對(duì)被保護(hù)的鋼筋通上電流，作為電流的陰極，這樣鋼筋就不會(huì)失去電子而成為離子。一般做法是混凝土表面涂導(dǎo)電涂料或埋設(shè)導(dǎo)電材料與陽極相連，鋼筋作為陰極。b.電化學(xué)脫鹽法：與陰極保護(hù)的方法相似，用較高的電壓，較大的電流密度，對(duì)保護(hù)的鋼筋施加電流，使被保護(hù)的鋼筋周圍的氯離子
7、濃度大大降低，而提高氫氧根離子濃度，可達(dá)到無損地排除鋼筋周圍混凝土中的鹽類。此法有副作用，如可能導(dǎo)致鋼筋析氫，產(chǎn)生氫脆和應(yīng)力腐蝕缺陷。c.電化學(xué)再堿化法：使鋼筋周圍的混凝土恢復(fù)堿性。在混凝土和鋼筋之間施加電場(chǎng)，通過電滲堿性化合物恢復(fù)混凝土的高PH值。通常以碳酸鈉溶液和紙漿纖維的混合漿體作為電解質(zhì)，鋼筋作為陰極，混凝土外表面覆蓋的鋼絲網(wǎng)作為陽極，在直流電的作用下，高堿性的溶液通過孔隙滲透到混凝土內(nèi)，完成再堿化的過程。電化學(xué)防護(hù)的方法專業(yè)性強(qiáng)，需要
