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1、钢筋的锈蚀分析杨 涛 杭银龙(陕西省建筑设计研究院有限责任公司 710003西安)摘 要:在建筑工程中,常常会遇到钢筋的锈蚀。钢筋的锈蚀影响着建筑结构的安全。本文通过对钢筋锈蚀的成因分析,提出了几种常用的处理方法以及注意事项与大家探讨。关键词:混凝土的碳化;钝化膜在建筑工程中,常常会遇到钢筋的锈蚀。钢筋的锈蚀原因可归纳为以下三个方面:1 混凝土的碳化,混凝土在水泥水化过程中产生Ca(OH)2(氢氧化钙) ,钢筋周围混凝土孔隙的水是饱和的,含氢氧化钙的电解质,它的碱性较高, PH值在1214之间,使钢筋表面产生能阻止钢筋锈蚀作用的钝化膜。混凝土是一种多孔性材料,当空气中的CO2(二氧化碳)作用到
2、混凝土表面层,通过混凝土的孔隙扩散 透到内部,使水泥石中的Ca (OH)2与CO2发生化学反应生成CaCO3(碳酸钙)和水,降低了混凝土的PH值,削弱了混凝土对钢筋的碱性保护作用。据有关资料表明,混凝土的PH值小于10时,混凝土对钢筋就失去了碱性保护作用,钢筋将产生锈蚀。将PH值降低到9或者以下的混凝土,则称为碳化混凝土。混凝土的PH值及碳化速度与下列因素相关:1. 1 混凝土有较好的密实性,能防止空气渗入,可减慢碳化速度。碳化速度取决于混凝土的渗透性和空气中CO2的浓度,混凝土强度等级越高,密实性越好,碳化速度就慢。1. 2 不同的水泥品种。混凝土的碳化速度不一样。火山灰水泥,由于混合料中所
3、含Si O2(二氧化硅)较多,在水化过程中因吸收大部分Ca (OH)2而降低了PH值;矿渣水泥,因硫化物与石灰形成水化硫酸盐,它与CO2作用时产生H2S(硫化氢)气体,溶于水后与空气中的氧结合产生硫酸,使混凝土的PH值降低。由矿渣水泥配制的混凝土在一般干燥的环境中对钢筋的保护作用与普通水泥配制的混凝土差不多,但在潮湿或干湿交替的环境中,因矿渣水泥配制的混凝土孔隙比普通水泥配制的混凝土多3%4% ,容易吸收水分,因此矿渣水泥配制的混凝土对钢筋的保护作用弱于普通水泥配制的混凝土。1. 3 多数引气型外加剂可增加混凝土的含气量,能改善混凝土的和易性,但会增加混凝土的透气性,使硬化后的混凝土容易吸收水
4、分和空气中的CO2,从而降低混凝土的Ph值而影响对钢筋的碱性保护作用。1. 4 混凝土构件不同的养护方式直接影响水泥的水化过程,使混凝土中PH值有所不同,对钢筋的碱性保护作用也就不同。混凝土加热或蒸压养护加速水泥的硬化过程,使Ca(OH)2有条件与Si O2更好的结合形成水化硅酸盐,从而降低了PH值。蒸压养护混凝土虽然能加速水化反应,增加混凝土强度,但对钢922006年12月总第138期 陕西建筑筋的碱性保护作用降低。1. 5 混凝土强度等级高,碳化速度慢, C20混凝土的抗碳化能力约为C30混凝土的1 /2。适当增加混凝土中的水泥含量,可提高其抗碳化的能力。1. 6 混凝土的碳化从构件的表面
5、开始的,逐渐向内部发展,碳化深度随时间增加。1. 7 由于混凝土的碳化引起钢筋混凝土构件中的钢筋锈蚀,构件表面开裂出现顺筋裂缝,严重时造成混凝土的剥落。这种现象在许多钢筋混凝土露天构件中可观察到,如混凝土栏杆、 花架。为减缓混凝土构件的碳化,对构件钢筋保护层厚度及对混凝土构件表面抹灰等应有足够的重视,以保护混凝土构件的耐久性。2 混凝土中含有氯盐,钢筋混凝土的混凝土中存在氯离子,是钢筋锈蚀的重要原因。钢筋混凝土构件,在寒冷地区施工,为了降低混凝土的冰点,搅拌混凝土时掺入氯盐(氯化钙、 氯化钠) ,或是构筑物处在海边,配制混凝土时采用海水、 海砂,使混凝土含有氯离子,使混凝土高碱性电解质中的钢筋
6、表面钝化膜遭到破坏,使钢筋产生锈蚀。3 其它原因引起的钢筋锈蚀。3. 1 构件由于外荷载或混凝土收缩产生横裂缝,或构件混凝土存在蜂窝、 麻面等缺陷,或外在的侵蚀性介质渗入,引起钢筋的锈蚀。3. 2 钢筋混凝土构件长期受烟气侵蚀,烟气中的SO2遇水产生硫酸,促使混凝土加速碳化,使钢筋锈蚀。3. 3 造纸厂蒸压车间、 电厂冷却塔、 工业热力站、 锅炉房等,高温蒸汽使构件的钢筋锈蚀速度加快。3. 4 应力腐蚀是钢筋腐(锈)蚀的一种类型。当钢筋在应力状态下,表面出现了许多裂纹,导致钢筋钝化膜的破坏,在裂纹处形成化学电池,作为阳极而腐蚀。4 目前常用的几种处理方法及注意事项。4. 1 重要部位的钢筋混凝
7、土构件,尽可能选用高标号混凝土,其混凝土强度等级不应低于C25;重要部位的预应力构件,其混凝土强度等级不应低于C35。4. 2 控制混凝土中的最大水灰比和最小水泥用量,混凝土中宜掺入减水剂,其掺入量应符合现行国家标准 混凝土外加剂应用技术规范 的规定。4. 3 外露的钢预埋件应采取防腐蚀涂料面层或在喷、 镀金属层上在涂刷防腐蚀涂料的复合面层防护。4. 4 在硫酸根离子腐蚀的条件下,混凝土宜采用抗硫酸盐硅酸盐水泥或铝酸三钙含量不大于5%的普通硅酸盐水泥制作。当受到条件限制不用上述材料时,也可采用表面涂料防护。4. 5 在氯离子腐蚀条件下,混凝土中宜掺入钢筋阻锈剂。03陕西建筑 2006年12月总第138期
