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1、. .钢筋混凝土中钢筋锈蚀的原理及防治措施摘要:钢筋锈蚀对钢筋混凝土构造及预应力混凝土构造的耐久性和平安性影响极大。混凝土在多种因素作用下如碳化、氯离子侵蚀等，钢筋因原先在碱性介质中生成的钝化膜被破坏而渐渐失去保护作用，导致钢筋锈蚀，生成的铁锈体积比被腐蚀掉的金属体积大34倍，使混凝土保护层沿钢筋纵向开裂，而裂缝一旦产生，钢筋锈蚀速度大大加快，构造构件的承载力与可靠性劣化的速度大大加快，有的甚至开展到钢筋锈断，危及构造的平安。关键词: 钢筋混凝土；钢筋锈蚀；原理；防治英文摘要:The corrosion of reinforcing bar is great to structure and
2、durability of the prestressing force concrete structure and security influence of armored concrete. Concrete in under a variety of factors (such as carbonation, chloride ion erosion, etc.), reinforced by the original in alkaline medium-generated passive film was destroyed and gradually lose their pr
3、otective effect, leading steel corrosion and rust volume generated by corrosion swap Metal bulky three to four times so that the protective layer of concrete reinforced along the longitudinal cracks, and cracks have once, greatly accelerate the speed of steel corrosion, structural ponents of the bea
4、ring capacity and reliability greatly accelerate the pace of deterioration, or even to the development of steel rust Broken, endangering the safety of the structure.Keywords：Reinforced concrete; the corrosion of steel bars；Principle；bat前言:混凝土耐久性是指混凝土在设计寿命期，在正常维护下，必须保持适合于使用，而不需要进展维修加固，即指混凝土在抵抗围环境中各种物
5、理和化学作用下，仍能保持原有性能的能力。工程平安性与耐久性对我国当前土建工程建立具有重要探讨意义，建立部近年所作的一项调查说明，国大多数钢筋混凝土建筑物在使用2530年后即需大修，处于酷环境下的钢筋混凝土建筑物使用寿命仅1520年。有一局部工程建成后几年就出现钢筋锈蚀、混凝土开裂。因混凝土顺筋开裂和剥落，需要大修的屡见不鲜。从可持续开展的要求出发，这种现状会导致资源、能源不合理的消耗，并因大量失效或毁坏的构造物撤除而形成大量的垃圾。因此，提高混凝土耐久性，延长工程使用寿命，尽量减少维修重建费用是建筑行业实施可持续开展战略的关键。影响混凝土耐久性的原因错综复杂，除去社会因素、人为因素外，技术面的
6、主要因素有以下几点：钢筋锈蚀、混凝土的碳化、混凝土的冻融破坏、侵蚀性介质的腐蚀、混凝土碱集料反响等。混凝土耐久性已是当今世界的重大问题,在第二届国际混凝土耐久性会议上,梅塔教授指出:“当今世界混凝土破坏原因,按递减顺序是:钢筋锈蚀、冻害、物理化学作用。他明确将“钢筋锈蚀排在影响混凝土耐久性因素的首位。影响钢筋锈蚀的因素很度多，主要包括四个面：氯离子的侵蚀作用、混凝土的中性化、环境对锈蚀的影响、施工对钢筋锈蚀的影响等。钢筋锈蚀不仅能削减截面面积，使构件承载能力下降，还会降低钢筋与混凝土的握裹力，影响两者共同工作的性能。同时，由于钢筋锈蚀后体积膨胀，造成混凝土保护层破裂，甚至脱落，从而降低了构造的
7、受力性能和耐久性能， 重的甚至影响构造的平安性能。1 钢筋锈蚀机理在通常情况下,混凝土是一种高碱性环境(pH值约在13左右) ,钢筋在这种环境下,钢筋外表迅速形成一层氧化铁 (-Fe2O3) 钝化膜,膜厚约200600nm。该膜部为一种致密、稳定的共格构造,水和氧气不能渗透过去,部无法形成腐蚀电池;而且,即使阴极区有足够的水和氧气,也会因为该钝化膜抵抗了铁离子的释放、阻止了阳极反响,进而防止电化学反响的发生。很显然,混凝土的正常碱度能很好地阻止钢筋锈蚀,并且碱度愈高,钝化膜的稳定性和对钢筋的保护性能就愈好。但是当钢筋混凝土被Cl - 污染时,如海洋环境或桥梁构造冬季撒除冰盐后,Cl-通过混凝土
8、外表的隙逐渐扩散至钢筋外表,Cl- 可以破坏钢筋外表钝性,钢筋由钝态转为活化态( 见图1) ,钢筋的腐蚀产物多为Fe3O4等氧化物,其体积远远大于产生这些产物的钢的体积,因此产生了应力,使混凝土开裂。钢筋混凝土腐蚀的另外一个原因是酸性物质 ( 如CO2) 的渗入,使得隙液的pH值降低,当pH值降低至12.5时,加之Cl- 的作用,腐蚀以较快的速度发生。1. 1氯离子的侵蚀作用混凝土中的氯离子一局部是由原材料引入的, 一局部是由外界侵入的, 在混凝土中有两种存在形式, 一种是以自由离子的状态存在于混凝土溶液中, 另一种那么是与水泥某些水化产物发生化学反响生成不溶于水的物质, 只有自由状态存在的氯
9、离子才会对钢筋锈蚀造成影响。1.1.1破坏钝化膜通常情况下, 混凝土隙中充满着水泥水解时产生的Ca(OH)2、3CaO 2SiO23H2O 和3CaO A l2O36H2O等碱性水化产物, 以及水泥中少量的K2O、Na2O , 所以PH 值可高达12. 5 以上。钢筋处于该环境中, 外表能形成约2001 000 Lm 厚的水化氧化物r2Fe2O 3nH2O 或Fe2O3nH2O组成的钝化膜层。这种膜层致密、稳定, 因而有效地保护了混凝土中的钢筋不被锈蚀。但是, 只有当碱度PH11.5时钝化膜才是稳定的。当外界酸性物质侵入并与Ca (OH)2作用时, 混凝土碱度就会降低(PH值可降至9以下)。当
10、PH 0.61 时, 钢筋开场锈蚀, 并确定此值为临界值。因此应尽量减少混凝土中Cl-含量, 不管从任途径引入混凝土中, 其总量都不允超过定值, 并以此作为工程质量控制的重要技术指标之一。1.2混凝土的中性化与钢筋锈蚀混凝土的中性化即为混凝土的碳化, 是指混凝土中的成分(主要是Ca (OH)2) 与渗进混凝土中的二氧化碳(CO2) 和其它酸性气体如二氧化硫(SO 2)、硫化氢(H2S) 等发生化学反响的过程, 混凝土的碳化虽然可以增加混凝土的强度, 改善混凝土构造的稳定性。但混凝土的碳化伴随着混凝土的收缩, 并与枯燥收缩共同作用导致混凝土外表开裂和面层碳化, 降低了混凝土的PH 值, 使混凝土失去对钢筋的保护作用, 如果有水和氧气存在, 混凝土中的钢筋就开场腐蚀。由于混凝土是一个多体,其部存在着大小不同的毛细管、隙、气泡,甚至缺陷等。空气中的二氧化碳 (CO2) 首先渗透到混凝土部充满空气的隙和毛细管中,而后溶解于毛细管中的液相,与水泥水化过程中所产生的 Ca (OH)2和硅酸三钙、硅酸二钙等水化产物相互作用,形成碳酸钙。混凝土碳化可用以下化学反响式表示： 可以看出,混凝土
