資源描述：
《鋼筋混凝土中鋼筋腐蝕原理的研究》由會員上傳分享，免費(fèi)在線閱讀，更多相關(guān)內(nèi)容在學(xué)術(shù)論文-天天文庫。
1、鋼筋混凝土中鋼筋腐蝕原理的研究摘要：在建筑工程的建設(shè)過程中，多數(shù)項目離不開鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)。然而鋼筋混凝土中鋼筋腐蝕現(xiàn)象普遍的存在，因此工程項目質(zhì)量管理需要對這一問題進(jìn)行分析與防范。鋼筋混凝土腐蝕是引起結(jié)構(gòu)破壞的主要原因，而大多數(shù)情況又是由于其內(nèi)鋼筋腐蝕引起的。本文以鋼筋腐蝕的原理分析做主線，論述了其發(fā)生機(jī)理與過程，然后就國內(nèi)外鋼筋混凝土腐蝕的防治措施做了相應(yīng)的介紹。 關(guān)鍵詞：鋼筋混凝土；鋼筋腐蝕；原理； 1、問題的提出 鋼筋混凝土所使用的材料是混凝土和鋼筋，具有混凝土和鋼筋的優(yōu)點(diǎn)，其強(qiáng)度高、韌性好，并且混凝土與鋼筋間具有良好的粘結(jié)力，同時二者的溫度線
2、膨脹系數(shù)相近，正因為鋼筋混凝土具有這些優(yōu)點(diǎn)，因此鋼筋混凝土成為現(xiàn)代土木結(jié)構(gòu)的主體。著名專家學(xué)者P.K.Mehia認(rèn)為，鋼筋腐蝕是影響鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)耐久性最重要的因素?；炷林袖摻畹母g，不僅會造成巨大經(jīng)濟(jì)損失，還可導(dǎo)致鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)破壞，甚至?xí)鸾Y(jié)構(gòu)坍塌。因此，鋼筋腐蝕問題不容忽視。 2、鋼筋混凝土中鋼筋腐蝕原理分析 混凝土的孔溶液呈堿性，新拌混凝土的pH值一般都在12~13之間，在這樣強(qiáng)的堿性環(huán)境下，鋼筋表面會生成一層鈍化膜，它是厚度一般為2×10-9~6×10-9m的水化氧化產(chǎn)物(γ-Fe2O3·nH2O)，阻止了鋼筋的銹蝕，但是當(dāng)pH值由于各種
3、原因降至11.8或者更低時，鈍化膜將不能保持，鋼筋進(jìn)入活化狀態(tài)，鋼筋就會發(fā)生銹蝕。 鋼筋表面發(fā)生的腐蝕分為化學(xué)腐蝕和電化學(xué)腐蝕，化學(xué)腐蝕是鋼筋表面與氣體或介質(zhì)溶液接觸發(fā)生的腐蝕，這種腐蝕沒有電子的流動，只是腐蝕現(xiàn)象的一小部分；而電化學(xué)腐蝕是鋼筋表面與腐蝕介質(zhì)發(fā)生電化學(xué)反應(yīng)而引起的腐蝕，絕大部分腐蝕都屬于電化學(xué)腐蝕，因此本文著重討論電化學(xué)腐蝕?！ ′摻畋砻姘l(fā)生電化學(xué)腐蝕的條件是當(dāng)鋼筋表面有水分存在時，就發(fā)生鐵電離的陽極反應(yīng)和溶液態(tài)氧還原的陰極反應(yīng)，并以相互等速度進(jìn)行，其反應(yīng)方程式如下： 陽極：Fe→Fe22e 陰極：0.5O2H2O2e→2OH- 總
4、的反應(yīng)是陰陽極反應(yīng)的組合，并在鋼筋表面析出氫氧化鐵： Fe22OH-→Fe(OH)2 Fe(OH)20.5H2O0.25O2→Fe(OH)3 氫氧化鐵Fe(OH)3進(jìn)一步氧化生成紅銹nFe2O3·mH2O，一部分氧化不完全的生成黑銹Fe3O4，在鋼筋表面形成銹層，鐵銹的體積最大可膨脹至原來體積的6倍。鋼筋膨脹使周圍的混凝土產(chǎn)生較強(qiáng)的拉應(yīng)力，當(dāng)混凝土中拉應(yīng)力超過混凝土的抗拉強(qiáng)度時，混凝土將沿鋼筋方向開裂，即順筋開裂，嚴(yán)重的使混凝土保護(hù)層剝落?；炷灵_裂后，進(jìn)一步喪失了對鋼筋的保護(hù)，使得腐蝕介質(zhì)更容易達(dá)到鋼筋表面，導(dǎo)致鋼筋腐蝕的進(jìn)一步加劇，如此周而復(fù)始，
5、加劇了鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)的破壞?！ 』炷林袖摻钼g化狀態(tài)被破壞、鋼筋活化的主要原因是混凝土保護(hù)層的碳化和氯化物的作用。混凝土碳化時，pH值顯著降低，一般降到8~9，在這種狀態(tài)下，鋼筋將不處于鈍化狀態(tài)，極易發(fā)生腐蝕。相對于碳化，氯離子的危害一旦發(fā)生后果要嚴(yán)重的多。氯離子半徑小，穿透能力強(qiáng)，可以很容易穿透鋼筋表面的鈍化膜，進(jìn)而競爭吸附在鋼筋的表面，當(dāng)氯離子到達(dá)鋼筋表面時，將使該處的pH值顯著降低，導(dǎo)致局部酸化，造成小陽極大陰極的情況，促成嚴(yán)重的電化學(xué)腐蝕。Cl-除了去鈍化作用外還有搬運(yùn)作用，Cl-可以與Fe2生成FeCl2，加速了陽極過程，F(xiàn)eCl2是可溶的，向混
6、凝土內(nèi)擴(kuò)散時遇到OH-便生成Fe(OH)2沉淀，進(jìn)而生成氧化鐵即鐵銹。Cl-不會被消耗掉，只是起到了“遷移”作用，如此周而復(fù)始，大大加速了鋼筋的銹蝕。此外，Cl-的存在加大了混凝土的導(dǎo)電性，使得電化學(xué)腐蝕的發(fā)生更加容易，對鋼筋的防腐蝕極為不利?！ ?、鋼筋的腐蝕過程及防范措施 3.1混凝土中鋼筋的腐蝕過程 鋼筋的腐蝕過程有兩種，一種是電極反應(yīng)交換電流引起的腐蝕。鋼鐵在酸性溶液中的溶解屬于此類。另外一種是擴(kuò)散速度控制的腐蝕過程?；炷林袖摻畹母g大多數(shù)屬于這種腐蝕?；炷羶?nèi)鋼筋的腐蝕，一般多屬于金屬電化學(xué)腐蝕這種腐蝕的發(fā)生一般都在以下兩種情況下：一是鋼筋
7、表面氧化鐵保護(hù)膜被破壞，使鋼筋失去保護(hù)層；二是有水和氧氣的參與。具體表現(xiàn)在以下幾個方面 1.混凝土內(nèi)摻入了氯鹽。我國用氯鹽做早強(qiáng)防凍劑的歷史很長，有些工程仍在使用。為提高混凝土早期強(qiáng)度，在混凝土中摻加一定量的氯鹽往往是有效的。但因氯化鈣是以氯離子和鈣離子的狀態(tài)存在，氯離子能破壞鋼筋表面的氧化鐵保護(hù)膜，并能使鋼筋表面局部酸化，使鋼筋腐蝕。另外，如果氯化鈣摻量過多，還會增加混凝土的干縮度，使其在早期產(chǎn)生干縮裂縫。加上氯鹽本身具有較強(qiáng)的吸濕性，從而加速了鋼筋的腐蝕?！ ?.混凝土不密實或存在裂縫?；炷撩軐嵍炔涣己蜆?gòu)件上產(chǎn)生的裂縫，往往是造成鋼筋腐蝕很重要的原
8、因。尤其當(dāng)水泥用量偏少、水灰比不當(dāng)，在混凝土澆筑過程中振搗不實，產(chǎn)
