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摘要:在自然环境中,构件砼框架结构的构件受严重侵蚀,影响整体使用性能,减少构件与砼间的粘结力,影响建筑的可靠性、抗震性及实用性。在本文中,我们将简要分析钢筋混凝土的腐蚀与防护技术。
关键词:钢筋混凝土;腐蚀;防护;技术
一、钢筋混凝土的腐蚀过程
1.混凝土的腐蚀
化学腐蚀是腐蚀性介质与混凝土相互作用产生可溶性化合物或非胶凝产品的过程,其形式如下:第一种:酸腐蚀。溶液、醋酸、浓硫酸等强无机酸与砼中游离的氢氧化钾、铝酸三钙、硅酸二钙反应生成水溶性钾蔗糖、铝盐及硅胶。砼与乳酸、油酸等等蛋白质的反应速度较慢,吸水性比较少。除此之外,各种碱性气体比如氢气、氯化氢、二氧化硫、二氧化氮等等,包括酸类对于建筑的侵蚀,经氢气加热之后形成相应的醋酸、溶液、浓硫酸吸水性液体。雨基本上都是酸蚀。第二种:碱溶。碱对混凝土的腐蚀相对较小,但混凝土中的氧化铝与NaOH反应生成可溶性铝酸钙,腐蚀混凝土,因此耐碱混凝土的氧化铝含量应在3以下。硅酸三钙和硅酸二钙由于耐碱性强,含量较高。最为耐碱的砼建筑材料是原油砼,氧化铜浓度为7%-8%,活性炭浓度为2%-3%。
2.钢筋在特殊条件下的电化学腐蚀
通常,浇筑混凝土的毛细孔中含有大量饱和氢氧化钙水溶液,pH值为12或更高。在上述环境中,钢筋是被动的,不会腐蚀。混凝土中钢筋的腐蚀过程通常以两种方式进行。一种是所谓的“中和”,在混凝土和腐蚀性介质的作用下,通过还原氢氧化钙来降低碱度。当碱度减少到pH系数小于10时候,棒材表层的钝化薄膜被毁坏,棒材恢复到活性状态。在水份、氢气或者吸水性液体的作用之下,棒材开始侵蚀生锈,表面积为精金矿石表面积的1.5-2倍,扩张力高达30兆帕,沿钢筋混凝土保护层开裂断裂为“先腐蚀”之后。另一种方法是在构件加载后导致混凝土本身出现裂缝或一些缺陷,使腐蚀性介质通过裂缝或缺陷渗透到混凝土中,迅速中和开裂或有缺陷的混凝土。
二、影响混凝土中钢筋腐蚀的因素
1.钢筋自身的影响
钢棒的不均匀性会导致电位差,形成腐蚀性电池。这些差异可能是由不同的化学成分、晶格结构的差异、钝化膜的不连续性、不同的应力水平或不同程度的盐污染表面引起的。
2.混凝土和环境介质
(1)氯化物的影响。氯化物是钢筋混凝土中对钢筋最重要的破坏因素。氯离子能加速钢棒的腐蚀,这一点已在许多工程实践中得到证实。氯离子主要通过分散过程加入砼而是抵达构件表层,分散过程与周围液体的离子含量及砼的渗透性有关,也因受砼的毛细框架结构及孔隙孔隙饱和度的影响。
(2)混凝土碳化的影响。碳化是混凝土保护层的破坏,腐蚀钢筋。碳化不仅降低了混凝土的原始碱度,而且还会造成混凝土的压碎,使混凝土失效,失去对钢筋的保护作用。同时,碳化可以从氯铝酸盐中释放出更多的游离氯离子,只能在高pH值下稳定,增加孔隙流体的氯离子浓度。
(3)氧气和水的影响。构件表层的钝化薄膜被毁坏之后,必须一直地供氧以保持阴极反应,因此钢铁侵蚀的前提是它们其所接触的空气必须富含余氯。砼的氧浓度及电流控制侵蚀反应的速度,砼的电流直接因受砼中水份浓度的控制。一般而言,砼中的构件不同于大方或者土壤中的构件,由于其表层形成了钝化薄膜,水份浓度对于侵蚀速率影响不太大。然而,倘若有氯化物或者砼碳化侵蚀锌,亦侵蚀部分的PHJ系数减少,相似于锌在大方或者土壤中的侵蚀,此时侵蝕速率非常低。当光照渐渐增多时候,砼的孔隙充满空气,当金属表面被溶液渗透时候,侵蚀速率达到最大值,砼的电流达到最大值。侵蚀速率的控制过程主要是通过氧的分散来控制的。倘若砼的强度难,导磁率高,可以阻断氢气及水份的流出,避免构件开裂。
三、防腐措施
1.混凝土外涂层
(1)渗透涂层。透水涂料涂在混凝土表面后,可与混凝土成分发生化学作用,堵塞孔隙或自聚合形成连续的疏水膜。渗透涂料渗入混凝土3~5mm,形成特殊保护层,有效防止外界环境中的腐蚀性介质渗入混凝土,保护钢筋不受腐蚀。还有其他类型的涂层类似于渗透涂层,称为浸渍涂层。这种浸渍涂膜仅适用于小部件,通过使用聚合物单体浸渍和渗透混凝土,然后聚合形成不透水的保护层。
(2)砼表面板材。在构件砼框架结构表层选用防腐涂料,避免有害液体的渗透,保持砼及框架结构的酸性,以达到避免构件砼毁坏的目标。它们是一种有效且常用的办法。在狭小、高腐蚀性环境中,表面涂层保护是首选。
2.环氧涂层钢筋
目前镀锌钢棒和铜包钢棒已很少使用,合金钢棒(耐腐蚀棒)也在一定程度上得到发展,其中环氧涂层钢棒已被证实特别有效。防止钢筋腐蚀的措施。由于环氧粉末的独特性能和静电喷涂技术的发展,涂层与基体钢材之间具有优异的附着力,可以保证拉伸、弯曲和短半径180°C弯曲性能,无裂纹。这是所有其他涂层。很难到达各层。环氧树脂粉末涂料还具有很强的抗化学侵蚀能力,涂层不渗透,因此可以防止水、氧气、氯等化学成分等腐蚀性介质与钢棒接触,有效保护钢棒,增加氧气耐腐蚀寿命,至少可延长50年。环氧粉末涂料可以长久经受砼的高碱度而是不太破损。但是,在工程项目应用中还得知了优点,胶板材构件的主要难题分散在构件表层板材的真实性上。试验及实践表明,倘若板材不太完好,存有孔洞、裂缝等等品质缺陷,钢棒在侵蚀坏境中能出现侵蚀,而是在板材不太完好的缺陷中,钢棒的侵蚀速度能高达倘若并非局部板材。层中的构件应该快得多。因而,胶板材钢棒的主要难题是怎样消弭生产及选用过程中的板材品质缺陷。
结束语
总而言之,知晓构件砼根底的侵蚀机理是提升构件砼抗腐蚀使用性能的根底,还是保障构件砼根底的抗震性及建筑施工工作高效完成的前提。通过辨别影响构件砼侵蚀的侵蚀要素,寻找防止钢筋混凝土腐蚀和确保钢筋混凝土地基稳定性的施工方法。
参考文献
[1]张学元,杜元龙,史志明.钢筋混凝土腐蚀与防护的技术发展动态[J].腐蚀与防护,1999,():9-12,21.
[2]韩娟.论钢筋混凝土基础腐蚀与防护的技术[J].黑龙江交通科技,2014,(3):147-147.
[3]张震龙,杨智.工业建筑中钢筋混凝土的腐蚀与防护技术[J].建筑工程技术与设计,2020,(5):98.
[4]佚名.钢筋混凝土中的钢筋腐蚀防护技术综述[J].防腐蚀,2003,000(009):8-12.
关键词:钢筋混凝土;腐蚀;防护;技术
一、钢筋混凝土的腐蚀过程
1.混凝土的腐蚀
化学腐蚀是腐蚀性介质与混凝土相互作用产生可溶性化合物或非胶凝产品的过程,其形式如下:第一种:酸腐蚀。溶液、醋酸、浓硫酸等强无机酸与砼中游离的氢氧化钾、铝酸三钙、硅酸二钙反应生成水溶性钾蔗糖、铝盐及硅胶。砼与乳酸、油酸等等蛋白质的反应速度较慢,吸水性比较少。除此之外,各种碱性气体比如氢气、氯化氢、二氧化硫、二氧化氮等等,包括酸类对于建筑的侵蚀,经氢气加热之后形成相应的醋酸、溶液、浓硫酸吸水性液体。雨基本上都是酸蚀。第二种:碱溶。碱对混凝土的腐蚀相对较小,但混凝土中的氧化铝与NaOH反应生成可溶性铝酸钙,腐蚀混凝土,因此耐碱混凝土的氧化铝含量应在3以下。硅酸三钙和硅酸二钙由于耐碱性强,含量较高。最为耐碱的砼建筑材料是原油砼,氧化铜浓度为7%-8%,活性炭浓度为2%-3%。
2.钢筋在特殊条件下的电化学腐蚀
通常,浇筑混凝土的毛细孔中含有大量饱和氢氧化钙水溶液,pH值为12或更高。在上述环境中,钢筋是被动的,不会腐蚀。混凝土中钢筋的腐蚀过程通常以两种方式进行。一种是所谓的“中和”,在混凝土和腐蚀性介质的作用下,通过还原氢氧化钙来降低碱度。当碱度减少到pH系数小于10时候,棒材表层的钝化薄膜被毁坏,棒材恢复到活性状态。在水份、氢气或者吸水性液体的作用之下,棒材开始侵蚀生锈,表面积为精金矿石表面积的1.5-2倍,扩张力高达30兆帕,沿钢筋混凝土保护层开裂断裂为“先腐蚀”之后。另一种方法是在构件加载后导致混凝土本身出现裂缝或一些缺陷,使腐蚀性介质通过裂缝或缺陷渗透到混凝土中,迅速中和开裂或有缺陷的混凝土。
二、影响混凝土中钢筋腐蚀的因素
1.钢筋自身的影响
钢棒的不均匀性会导致电位差,形成腐蚀性电池。这些差异可能是由不同的化学成分、晶格结构的差异、钝化膜的不连续性、不同的应力水平或不同程度的盐污染表面引起的。
2.混凝土和环境介质
(1)氯化物的影响。氯化物是钢筋混凝土中对钢筋最重要的破坏因素。氯离子能加速钢棒的腐蚀,这一点已在许多工程实践中得到证实。氯离子主要通过分散过程加入砼而是抵达构件表层,分散过程与周围液体的离子含量及砼的渗透性有关,也因受砼的毛细框架结构及孔隙孔隙饱和度的影响。
(2)混凝土碳化的影响。碳化是混凝土保护层的破坏,腐蚀钢筋。碳化不仅降低了混凝土的原始碱度,而且还会造成混凝土的压碎,使混凝土失效,失去对钢筋的保护作用。同时,碳化可以从氯铝酸盐中释放出更多的游离氯离子,只能在高pH值下稳定,增加孔隙流体的氯离子浓度。
(3)氧气和水的影响。构件表层的钝化薄膜被毁坏之后,必须一直地供氧以保持阴极反应,因此钢铁侵蚀的前提是它们其所接触的空气必须富含余氯。砼的氧浓度及电流控制侵蚀反应的速度,砼的电流直接因受砼中水份浓度的控制。一般而言,砼中的构件不同于大方或者土壤中的构件,由于其表层形成了钝化薄膜,水份浓度对于侵蚀速率影响不太大。然而,倘若有氯化物或者砼碳化侵蚀锌,亦侵蚀部分的PHJ系数减少,相似于锌在大方或者土壤中的侵蚀,此时侵蝕速率非常低。当光照渐渐增多时候,砼的孔隙充满空气,当金属表面被溶液渗透时候,侵蚀速率达到最大值,砼的电流达到最大值。侵蚀速率的控制过程主要是通过氧的分散来控制的。倘若砼的强度难,导磁率高,可以阻断氢气及水份的流出,避免构件开裂。
三、防腐措施
1.混凝土外涂层
(1)渗透涂层。透水涂料涂在混凝土表面后,可与混凝土成分发生化学作用,堵塞孔隙或自聚合形成连续的疏水膜。渗透涂料渗入混凝土3~5mm,形成特殊保护层,有效防止外界环境中的腐蚀性介质渗入混凝土,保护钢筋不受腐蚀。还有其他类型的涂层类似于渗透涂层,称为浸渍涂层。这种浸渍涂膜仅适用于小部件,通过使用聚合物单体浸渍和渗透混凝土,然后聚合形成不透水的保护层。
(2)砼表面板材。在构件砼框架结构表层选用防腐涂料,避免有害液体的渗透,保持砼及框架结构的酸性,以达到避免构件砼毁坏的目标。它们是一种有效且常用的办法。在狭小、高腐蚀性环境中,表面涂层保护是首选。
2.环氧涂层钢筋
目前镀锌钢棒和铜包钢棒已很少使用,合金钢棒(耐腐蚀棒)也在一定程度上得到发展,其中环氧涂层钢棒已被证实特别有效。防止钢筋腐蚀的措施。由于环氧粉末的独特性能和静电喷涂技术的发展,涂层与基体钢材之间具有优异的附着力,可以保证拉伸、弯曲和短半径180°C弯曲性能,无裂纹。这是所有其他涂层。很难到达各层。环氧树脂粉末涂料还具有很强的抗化学侵蚀能力,涂层不渗透,因此可以防止水、氧气、氯等化学成分等腐蚀性介质与钢棒接触,有效保护钢棒,增加氧气耐腐蚀寿命,至少可延长50年。环氧粉末涂料可以长久经受砼的高碱度而是不太破损。但是,在工程项目应用中还得知了优点,胶板材构件的主要难题分散在构件表层板材的真实性上。试验及实践表明,倘若板材不太完好,存有孔洞、裂缝等等品质缺陷,钢棒在侵蚀坏境中能出现侵蚀,而是在板材不太完好的缺陷中,钢棒的侵蚀速度能高达倘若并非局部板材。层中的构件应该快得多。因而,胶板材钢棒的主要难题是怎样消弭生产及选用过程中的板材品质缺陷。
结束语
总而言之,知晓构件砼根底的侵蚀机理是提升构件砼抗腐蚀使用性能的根底,还是保障构件砼根底的抗震性及建筑施工工作高效完成的前提。通过辨别影响构件砼侵蚀的侵蚀要素,寻找防止钢筋混凝土腐蚀和确保钢筋混凝土地基稳定性的施工方法。
参考文献
[1]张学元,杜元龙,史志明.钢筋混凝土腐蚀与防护的技术发展动态[J].腐蚀与防护,1999,():9-12,21.
[2]韩娟.论钢筋混凝土基础腐蚀与防护的技术[J].黑龙江交通科技,2014,(3):147-147.
[3]张震龙,杨智.工业建筑中钢筋混凝土的腐蚀与防护技术[J].建筑工程技术与设计,2020,(5):98.
[4]佚名.钢筋混凝土中的钢筋腐蚀防护技术综述[J].防腐蚀,2003,000(009):8-12.