混凝土抗腐蝕及其預防措施

1、精選優(yōu)質(zhì)文檔-傾情為你奉上混凝土抗腐蝕及其預防措施摘要：腐蝕是影響混凝土結(jié)構耐久性、可靠性的至關重要的因素。為深入了解混凝土結(jié)構的腐蝕，本文從影響混凝土結(jié)構的腐蝕性介質(zhì)，混凝土結(jié)構的腐蝕機理，混凝土結(jié)構的腐蝕預防措施進行了闡述。為了保證防腐蝕工程的質(zhì)量，在設計中應根據(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造；在施工中應嚴格執(zhí)行科學的制度，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。關鍵詞：混凝土 腐蝕機理 防腐措施引言：混凝土結(jié)構一直被認為是一種節(jié)能、經(jīng)濟、用途極為廣泛的人工耐久性材料,是目前應用較為廣泛的結(jié)構形式之一。但隨

2、著結(jié)構物的老化和環(huán)境污染的加劇,其耐久性問題越來越引起國內(nèi)外廣大研究者的關注。由于勘察、設計、施工及使用過程中多因素影響,很多混凝土結(jié)構都先后出現(xiàn)病害和劣化,使結(jié)構出現(xiàn)了各種不同程度的隱患、缺陷或損傷,導致結(jié)構的安全性、適用性、耐久性降低,最終引起結(jié)構失效,造成資金的巨大浪費。根據(jù)中國工程院2001-2003年中國工業(yè)和自然環(huán)境腐蝕調(diào)查與對策中的統(tǒng)計, 1998年中國建筑部門(包括公路、橋梁建筑)的腐蝕損失為1000億人民幣1。近年來,中國建筑行業(yè)的發(fā)展速度突飛猛進,一批批建筑物拔地而起,但鋼筋混凝土基礎的耐久性問題也逐漸暴露出來。所以,重視和加強鋼筋混凝土基礎結(jié)構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)中有酸類或某些鹽類時，能與其發(fā)生化學反應，若新生成的物質(zhì)或易溶于水、或沒有膠結(jié)力、或因結(jié)晶膨脹而產(chǎn)生內(nèi)應力，都將引起混凝土破壞。1.3混凝土本身不密實，在其內(nèi)部存在很多毛細孔通道，侵蝕介質(zhì)易于進入其內(nèi)部。2、腐蝕機理：混凝土的腐蝕是一個很復雜的物理的、物理化學的過程。一般可將混凝土的腐蝕分為3類: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,混凝土的腐蝕機理可從以下3類入手:物理作用、化學腐蝕、微生物腐蝕。2.1物理作用物理作用是指在沒有

4、化學反應發(fā)生時,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,引起混凝土強度降低,導致結(jié)構受到破壞。物理作用主要包括2類: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)長期與混凝土接觸時,將會使混凝土中的可溶性成分(如Ca(OH)2)溶解。在無壓力水的環(huán)境下,基礎周圍的水容易被溶出的Ca(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，導致混凝土強度減小,pH值降低,孔隙率增大,腐蝕性介質(zhì)更容易進入混凝土內(nèi)部,如此循環(huán),導致混凝土結(jié)構破壞。(2)結(jié)晶作用:混凝土是一種非常典型的孔隙材料。環(huán)境中的某些鹽類侵入到混凝土的毛細孔道中,在濕度較大時會溶解,但在濕度較低或低溫環(huán)境下會吸水結(jié)晶。隨著孔隙中晶體的不斷析出、積累,毛細孔中的晶體體積將不斷膨脹,對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裂。寒冷地區(qū)的凍融破壞也屬于此類反應。2.2化學腐蝕化學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)生化學反應生成新的化學物質(zhì)而引起混凝土結(jié)構

6、的破壞?；瘜W腐蝕可歸納為兩大類:分解類腐蝕和分解結(jié)晶復合類腐蝕。 (1)分解類腐蝕: 混凝土中的有效成分與某些腐蝕性介質(zhì)發(fā)生復分解反應,生成了新的物質(zhì)。 (2)分解結(jié)晶復合類腐蝕: 混凝土中的Ca(OH)2與腐蝕性介質(zhì)發(fā)生反應,生成某些新的鈣鹽,這些鈣鹽在混凝土的毛細孔中可結(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看,生物對混凝土的腐蝕問題尚未引起國內(nèi)重視。據(jù)了解,獨聯(lián)體國家由于混凝土遭受生物腐蝕所造成的經(jīng)濟損失,到20世紀90年代初已達到5·5億美元/a,而且還有繼續(xù)增加的趨勢2。生物對混凝土的腐蝕大致有2

7、種形式:生物力學作用。類似于混凝土的化學腐蝕。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:混凝土的密實性、抗化學腐蝕性、堿骨料反應以及鋼筋的銹蝕等。 31 密實性 由于水泥在水化過程中會出現(xiàn)一些毛細孔隙,所以混凝土結(jié)構不可能絕對密實。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,混凝土的密實性減小。3.2抗化學腐蝕性（1）硫酸鹽腐蝕 SO42+ 一對混凝土的腐蝕是最為常見的，也是最

8、為嚴重的腐蝕組分之一。在含有33-35g/l 鹽類的海水中，SO42+的含量約為2500-2700mg/I,混凝十中的微孔。敞開孔的存在對混凝土111型的發(fā)展過程有很大作用。當水中含有硫酸鹽時，會提高水泥石某些組分的溶解度，從而加速腐蝕的發(fā)展。當S認2一的含量大于2100mg/l時，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： 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、松軟無膠結(jié)能力，氯化鈣易溶于水，二水石膏則會引起硫酸鹽破壞作用。硫酸鎂對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滲透、擴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,生成易溶的CaCl2和帶有大量結(jié)晶水且比反應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,導致CSH凝膠被大量分解,最終導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:通過摻人粉煤灰、高爐礦渣、微硅粉中的一種或多種摻料，來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型破壞的性能 （2)提高混凝土的保護層厚度:試驗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)的氯離子含量遠遠超過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，混凝土保護層的厚度應比一般的混凝土保護層厚度要大一些。（3)嚴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，攪拌設計確保高質(zhì)量、高密度、永久性和耐用型混凝土。定時測定骨料中的氯化物?；炷翝仓谝?guī)定的溫度范圍內(nèi)進行。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，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)避免或嚴格限制使用