混凝土抗腐蝕及其預(yù)防措施

1、精選優(yōu)質(zhì)文檔-傾情為你奉上混凝土抗腐蝕及其預(yù)防措施摘要：腐蝕是影響混凝土結(jié)構(gòu)耐久性、可靠性的至關(guān)重要的因素。為深入了解混凝土結(jié)構(gòu)的腐蝕，本文從影響混凝土結(jié)構(gòu)的腐蝕性介質(zhì)，混凝土結(jié)構(gòu)的腐蝕機(jī)理，混凝土結(jié)構(gòu)的腐蝕預(yù)防措施進(jìn)行了闡述。為了保證防腐蝕工程的質(zhì)量，在設(shè)計(jì)中應(yīng)根據(jù)環(huán)境中腐蝕介質(zhì)的性質(zhì)、濃度和作用條件，結(jié)合工程部位的重要性等因素，正確選擇防腐蝕材料和構(gòu)造；在施工中應(yīng)嚴(yán)格執(zhí)行科學(xué)的制度，精心施工，確保建筑工程質(zhì)量，提高建筑物使用壽命，執(zhí)行可持續(xù)發(fā)展。關(guān)鍵詞：混凝土 腐蝕機(jī)理 防腐措施引言：混凝土結(jié)構(gòu)一直被認(rèn)為是一種節(jié)能、經(jīng)濟(jì)、用途極為廣泛的人工耐久性材料,是目前應(yīng)用較為廣泛的結(jié)構(gòu)形式之一。但隨

2、著結(jié)構(gòu)物的老化和環(huán)境污染的加劇,其耐久性問(wèn)題越來(lái)越引起國(guó)內(nèi)外廣大研究者的關(guān)注。由于勘察、設(shè)計(jì)、施工及使用過(guò)程中多因素影響,很多混凝土結(jié)構(gòu)都先后出現(xiàn)病害和劣化,使結(jié)構(gòu)出現(xiàn)了各種不同程度的隱患、缺陷或損傷,導(dǎo)致結(jié)構(gòu)的安全性、適用性、耐久性降低,最終引起結(jié)構(gòu)失效,造成資金的巨大浪費(fèi)。根據(jù)中國(guó)工程院2001-2003年中國(guó)工業(yè)和自然環(huán)境腐蝕調(diào)查與對(duì)策中的統(tǒng)計(jì), 1998年中國(guó)建筑部門(mén)(包括公路、橋梁建筑)的腐蝕損失為1000億人民幣1。近年來(lái),中國(guó)建筑行業(yè)的發(fā)展速度突飛猛進(jìn),一批批建筑物拔地而起,但鋼筋混凝土基礎(chǔ)的耐久性問(wèn)題也逐漸暴露出來(lái)。所以,重視和加強(qiáng)鋼筋混凝土基礎(chǔ)結(jié)構(gòu)的腐蝕性與防腐措施

3、的研究已迫在眉睫。1、產(chǎn)生腐蝕的基本原因：1.1氫氧化鈣及其他水化物能在一定程度上溶解于水。1.2氫氧化鈣、水化硅酸鈣等都是堿性物質(zhì)，若環(huán)境介質(zhì)中有酸類(lèi)或某些鹽類(lèi)時(shí)，能與其發(fā)生化學(xué)反應(yīng)，若新生成的物質(zhì)或易溶于水、或沒(méi)有膠結(jié)力、或因結(jié)晶膨脹而產(chǎn)生內(nèi)應(yīng)力，都將引起混凝土破壞。1.3混凝土本身不密實(shí)，在其內(nèi)部存在很多毛細(xì)孔通道，侵蝕介質(zhì)易于進(jìn)入其內(nèi)部。2、腐蝕機(jī)理：混凝土的腐蝕是一個(gè)很復(fù)雜的物理的、物理化學(xué)的過(guò)程。一般可將混凝土的腐蝕分為3類(lèi):溶蝕性腐蝕、某些鹽酸溶液和鎂鹽的腐蝕、結(jié)晶膨脹性腐蝕。所以,混凝土的腐蝕機(jī)理可從以下3類(lèi)入手:物理作用、化學(xué)腐蝕、微生物腐蝕。2.1物理作用物理作用是指在沒(méi)有

4、化學(xué)反應(yīng)發(fā)生時(shí),混凝土內(nèi)的某些成分在各種環(huán)境因素的影響下,發(fā)生溶解或膨脹,引起混凝土強(qiáng)度降低,導(dǎo)致結(jié)構(gòu)受到破壞。物理作用主要包括2類(lèi):侵蝕作用和結(jié)晶作用。 (1)侵蝕作用:混凝土中的水化物只有在一定濃度的Ca2+溶液中才能穩(wěn)定存在，如果溶液中Ca2+濃度小于該水化物的極限Ca2+濃度，則該水化物將被溶解或分解。當(dāng)環(huán)境中的侵蝕性介質(zhì)(如地下軟水,河流、湖泊中的流水)長(zhǎng)期與混凝土接觸時(shí),將會(huì)使混凝土中的可溶性成分(如Ca(OH)2)溶解。在無(wú)壓力水的環(huán)境下,基礎(chǔ)周?chē)乃菀妆蝗艹龅腃a(OH)2飽和,使溶解作用終止。但在流水或壓力水作用下, Ca(OH)2會(huì)不斷溶解、流失, C

5、a(OH)2的溶出使得水化硅酸鈣和水化鋁酸鈣失去穩(wěn)定性而水解、溶出，導(dǎo)致混凝土強(qiáng)度減小,pH值降低,孔隙率增大,腐蝕性介質(zhì)更容易進(jìn)入混凝土內(nèi)部,如此循環(huán),導(dǎo)致混凝土結(jié)構(gòu)破壞。(2)結(jié)晶作用:混凝土是一種非常典型的孔隙材料。環(huán)境中的某些鹽類(lèi)侵入到混凝土的毛細(xì)孔道中,在濕度較大時(shí)會(huì)溶解,但在濕度較低或低溫環(huán)境下會(huì)吸水結(jié)晶。隨著孔隙中晶體的不斷析出、積累,毛細(xì)孔中的晶體體積將不斷膨脹,對(duì)混凝土孔壁造成極大的結(jié)晶壓力,從而引起混凝土的膨脹開(kāi)裂。寒冷地區(qū)的凍融破壞也屬于此類(lèi)反應(yīng)。2.2化學(xué)腐蝕化學(xué)腐蝕是指混凝土中的某些水化物與環(huán)境中腐蝕性介質(zhì)(如酸、堿、鹽等)發(fā)生化學(xué)反應(yīng)生成新的化學(xué)物質(zhì)而引起混凝土結(jié)構(gòu)

6、的破壞?；瘜W(xué)腐蝕可歸納為兩大類(lèi):分解類(lèi)腐蝕和分解結(jié)晶復(fù)合類(lèi)腐蝕。 (1)分解類(lèi)腐蝕: 混凝土中的有效成分與某些腐蝕性介質(zhì)發(fā)生復(fù)分解反應(yīng),生成了新的物質(zhì)。 (2)分解結(jié)晶復(fù)合類(lèi)腐蝕: 混凝土中的Ca(OH)2與腐蝕性介質(zhì)發(fā)生反應(yīng),生成某些新的鈣鹽,這些鈣鹽在混凝土的毛細(xì)孔中可結(jié)合大量的水而形成體積較大的晶體,造成水泥石脹裂破壞。2.3微生物腐蝕從目前來(lái)看,生物對(duì)混凝土的腐蝕問(wèn)題尚未引起國(guó)內(nèi)重視。據(jù)了解,獨(dú)聯(lián)體國(guó)家由于混凝土遭受生物腐蝕所造成的經(jīng)濟(jì)損失,到20世紀(jì)90年代初已達(dá)到5·5億美元/a,而且還有繼續(xù)增加的趨勢(shì)2。生物對(duì)混凝土的腐蝕大致有2

7、種形式:生物力學(xué)作用。類(lèi)似于混凝土的化學(xué)腐蝕。3、腐蝕因素及其作用規(guī)律 影響其腐蝕的因素主要有以下幾種:混凝土的密實(shí)性、抗化學(xué)腐蝕性、堿骨料反應(yīng)以及鋼筋的銹蝕等。 31 密實(shí)性 由于水泥在水化過(guò)程中會(huì)出現(xiàn)一些毛細(xì)孔隙,所以混凝土結(jié)構(gòu)不可能絕對(duì)密實(shí)。從理論上講,硅酸鹽水泥完全水化所結(jié)合的水量只占水泥質(zhì)量的22。7%,但為了保證有必要的毛細(xì)孔作為供水通道,使水泥完全水化的最少需水量為43。8%。因此,實(shí)際用水量都要比理論值偏大,從而使水灰比增大,混凝土的密實(shí)性減小。3.2抗化學(xué)腐蝕性（1）硫酸鹽腐蝕 SO42+ 一對(duì)混凝土的腐蝕是最為常見(jiàn)的，也是最

8、為嚴(yán)重的腐蝕組分之一。在含有33-35g/l 鹽類(lèi)的海水中，SO42+的含量約為2500-2700mg/I,混凝十中的微孔。敞開(kāi)孔的存在對(duì)混凝土111型的發(fā)展過(guò)程有很大作用。當(dāng)水中含有硫酸鹽時(shí)，會(huì)提高水泥石某些組分的溶解度，從而加速腐蝕的發(fā)展。當(dāng)S認(rèn)2一的含量大于2100mg/l時(shí)，水與混凝土接觸，形成二水合石膏CaSO4·2H20。石膏可能以溶液形式存在。（2）鎂鹽腐蝕 鎂鹽能與硬化水泥漿體中的氫氧化鈣發(fā)生下列反應(yīng)： Ca(OH)2+Mg(OH)2+2H2OCaSO4.2H2O+Mg(OH)2Ca(OH)2+MgCl2CaCl2+Mg(OH)2生成物中，氫氧化鎂

9、松軟無(wú)膠結(jié)能力，氯化鈣易溶于水，二水石膏則會(huì)引起硫酸鹽破壞作用。硫酸鎂對(duì)水泥漿體起鎂鹽和硫酸鹽的雙重腐蝕作用3。（3）氯鹽腐蝕外部氯離子一般通過(guò)滲透、擴(kuò)散等方式侵入混凝土中。它們可以和混凝土中的Ca(OH)2、3CaO·2Al2O3·3H2O等發(fā)生反應(yīng),生成易溶的CaCl2和帶有大量結(jié)晶水且比反應(yīng)物體積大幾倍的固相化合物。Ca(OH)2的大量消耗,破壞了CSH凝膠和Ca(OH)2之間的平衡,導(dǎo)致CSH凝膠被大量分解,最終導(dǎo)致混凝土表面的潰散。此外,在混凝土干濕交替帶,大量的CaCl2還會(huì)產(chǎn)生氯化鈣結(jié)晶(CaCl2·6H2O)腐蝕。 4、防腐措施 

10、;（1) 高性能混凝土:通過(guò)摻人粉煤灰、高爐礦渣、微硅粉中的一種或多種摻料，來(lái)提高混凝土在特定條件下所需要的特定性能，如高彈性模量、低滲透性以及抵抗某些類(lèi)型破壞的性能 （2)提高混凝土的保護(hù)層厚度:試驗(yàn)顯示即使是低水灰比、高質(zhì)量的混凝土，在暴露于有氯鹽存在的環(huán)境中，混凝土表面12ram深度內(nèi)的氯離子含量遠(yuǎn)遠(yuǎn)超過(guò)2550ram深度范圍內(nèi)的氯離子的含量。因此在海洋環(huán)境中的工程，混凝土保護(hù)層的厚度應(yīng)比一般的混凝土保護(hù)層厚度要大一些。（3)嚴(yán)格控制混凝土水灰比及膠凝材料總量。（4)混凝土表面涂層，在已施工好的浪濺區(qū)混凝土表面及時(shí)涂上防腐蝕材料，也包括在PHC樁表面包覆特殊材料。（5)施工控制：混凝土攪拌確保生產(chǎn)耐久性的混凝土，攪拌設(shè)計(jì)確保高質(zhì)量、高密度、永久性和耐用型混凝土。定時(shí)測(cè)定骨料中的氯化物?；炷翝仓谝?guī)定的溫度范圍內(nèi)進(jìn)行。骨料保持在陰暗處，可以使用冷水消除混凝土的溫度。如有必要，在大面積澆筑時(shí)，可以使用冷卻水循環(huán)管降低溫度。在混凝土施工縫表面不應(yīng)有影響混凝土或降低接縫表面粘合的碎片、氯化物和任何其他物。浪濺區(qū)避免或嚴(yán)格限制使用