理论教育 沿海地区钢筋混凝土结构腐蚀机理解析

沿海地区钢筋混凝土结构腐蚀机理解析

时间:2023-06-23 理论教育 版权反馈
【摘要】:混凝土结构中的钢筋是承受拉力的主要部件,混凝土中钢筋的锈蚀是一个电化学腐蚀过程。当混凝土表面碳化并深入到钢筋表面,或者混凝土中原生的和各种原因产生的裂缝,使周围空气、水和土壤中的Cl-到达钢筋表面,都将降低混凝土的碱度(pH值),破坏钢筋局部表面上的钝化膜,露出铁基体,它与完好的钝化膜区域之间形成电位差,锈蚀点成为小面积的阳极,而大面积的钝化膜为阴极。

沿海地区钢筋混凝土结构腐蚀机理解析

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有些资料认为当侵蚀溶液中的浓度在1000mg/L以下时,只有钙矾石结晶形成,当浓度非常高时,石膏结晶侵蚀才起主导作用。但当混凝土处于干湿交替状态,即使环境溶液中的浓度不高,也往往会因为水分的蒸发而使石膏结晶侵蚀成为主要因素。(www.daowen.com)

(2)混凝土中钢筋的Cl-锈蚀。混凝土结构中的钢筋是承受拉力的主要部件,混凝土中钢筋的锈蚀是一个电化学腐蚀过程。普通硅酸盐水泥配制的密实混凝土,水泥的水化作用使内部溶液具有高碱性,在未经碳化之前,pH值约为13,使钢筋表面形成一层致密的钝化膜,厚度约为0.2~1μm,可保护钢筋免以生锈。

当混凝土表面碳化并深入到钢筋表面,或者混凝土中原生的和各种原因产生的裂缝,使周围空气、水和土壤中的Cl-到达钢筋表面,都将降低混凝土的碱度(pH值),破坏钢筋局部表面上的钝化膜,露出铁基体,它与完好的钝化膜区域之间形成电位差,锈蚀点成为小面积的阳极,而大面积的钝化膜为阴极。大阴极的阴极反应生成OH-,提高pH值;小阳极表面的铁溶解后生成Fe(OH)2,成为固态腐蚀物。钢筋锈蚀后首先出现点蚀,随之发展为坑蚀,并较快地向外蔓延、扩展为全面锈蚀。钢筋锈蚀产物的体积均显著超过铁基体的数倍,钢筋沿长度方向的锈蚀和体积膨胀,使构件发生顺筋裂缝,裂缝的扩张更加速了钢筋的锈蚀、保护层的破损和爆裂、黏聚力的破坏和钢筋抗力的下降,最终使构件承载力失效。

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