氯盐环境下钢筋混凝土水池等结构的防腐方法
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混凝土的腐蚀与防腐措施混凝土作为一种常见的建筑材料,在各种工程中被广泛使用。
然而,混凝土也容易受到腐蚀的影响,从而降低其强度和使用寿命。
本文将探讨混凝土的腐蚀原因以及可采取的防腐措施。
一、混凝土的腐蚀原因混凝土的腐蚀主要是由于以下几个方面原因:1. 外界环境因素:混凝土通常在各种恶劣的环境中使用,例如海洋环境中的盐雾、酸雨等,这些环境对混凝土的腐蚀作用较大。
2. 内部因素:混凝土中的一些化学成分本身就具有腐蚀性,例如硫酸盐、氯离子等,它们会与混凝土内部的钙石灰石反应,导致混凝土的腐蚀。
3. 缺陷与损伤:混凝土结构中的裂缝、孔洞等缺陷会导致水分和气体渗透到混凝土内部,从而引发腐蚀。
二、混凝土腐蚀的分类根据腐蚀的形式,混凝土腐蚀可以分为以下几种类型:1. 碳化:主要是由于二氧化碳进入混凝土中与钙石灰石反应,导致钢筋腐蚀和混凝土强度降低。
2. 氯盐侵蚀:海水中的氯离子会渗透到混凝土中,与钢筋发生化学反应,进而破坏混凝土结构。
3. 硫酸盐侵蚀:硫酸盐在一些工业废水中存在,会与混凝土内的钙石灰石反应,导致混凝土的腐蚀。
4. 冻融循环:在低温和高温交替时,水在混凝土中冻结和融化,会引起混凝土的体积变化和开裂,从而导致腐蚀。
三、混凝土防腐措施为了延长混凝土的使用寿命和提高结构的稳定性,人们采取了各种防腐措施,下面介绍几种有效的方法:1. 表面涂层:通过在混凝土表面涂覆阻隔涂层,可以有效地防止外界环境因素对混凝土的侵蚀。
涂层可以是聚合物涂料、硅酸盐涂料等,选择合适的涂层取决于具体使用环境。
2. 防水处理:混凝土的水化反应过程中会产生较多的孔隙和细小裂缝,这些都是混凝土腐蚀的通道。
通过混凝土防水处理,可以减少这些通道,阻止水分和气体的渗透。
3. 添加防腐剂:在混凝土的配比中添加防腐剂,可以改善混凝土的耐腐蚀性能。
例如,添加硅酸盐、硫酸盐等化学物质,可以减少混凝土与外界环境的反应。
4. 钢筋防腐:钢筋是混凝土中重要的构件,其防腐处理至关重要。
浅析钢筋混凝土中钢筋的腐蚀与防腐措施关键信息项:1、钢筋腐蚀的原因化学因素物理因素环境因素2、钢筋腐蚀的危害结构强度降低安全性下降维修成本增加3、防腐措施材料选择表面处理防护涂层电化学保护4、监测与维护方法定期检测及时维修11 钢筋腐蚀的原因111 化学因素钢筋混凝土中的钢筋腐蚀主要由化学作用引起。
其中,氯离子的侵蚀是常见的化学因素之一。
氯离子可以通过多种途径进入混凝土内部,如使用含氯的外加剂、海水中的氯离子渗透等。
一旦氯离子到达钢筋表面,并达到一定浓度,就会破坏钢筋表面的钝化膜,引发钢筋腐蚀。
此外,混凝土中的碱性物质(如氢氧化钙)与空气中的二氧化碳发生碳化反应,降低混凝土的 pH 值,使钢筋失去碱性环境的保护,也会导致钢筋腐蚀。
112 物理因素物理因素对钢筋腐蚀也有重要影响。
例如,混凝土的开裂和孔隙率增加会使有害物质更容易渗透到钢筋表面。
温度变化引起的混凝土膨胀和收缩,以及外部荷载作用导致的混凝土微裂缝,都为腐蚀介质提供了通道。
同时,钢筋在混凝土中的位置和分布不均匀,也可能导致局部腐蚀加剧。
113 环境因素环境条件是导致钢筋腐蚀的外在因素。
处于潮湿、酸雨频繁、海洋等恶劣环境中的钢筋混凝土结构,更容易受到腐蚀的侵害。
湿度较高的环境会加速腐蚀介质的传输,而酸性环境会直接破坏混凝土的结构,加快钢筋的腐蚀速度。
12 钢筋腐蚀的危害121 结构强度降低钢筋腐蚀会导致其截面积减小,力学性能下降。
随着腐蚀的进行,钢筋的抗拉强度、屈服强度等关键指标逐渐降低,从而削弱了钢筋对混凝土结构的承载能力。
这可能导致结构在正常使用荷载下出现变形、裂缝甚至破坏,严重影响结构的安全性和稳定性。
122 安全性下降由于钢筋腐蚀引起的结构损伤往往是隐蔽的,难以在早期被发现。
一旦腐蚀发展到一定程度,结构的整体性和可靠性会受到极大威胁。
在地震、风灾等自然灾害作用下,腐蚀后的结构更容易发生倒塌等严重事故,危及人们的生命财产安全。
123 维修成本增加为了修复因钢筋腐蚀而受损的结构,需要投入大量的资金和人力进行维修和加固。
关于氯盐混凝土腐蚀去除及防护的若干方法人工渔礁中的一个方向是用海砂海水做为材料做混凝土,海砂海水属于高碱高盐材料,对于钢筋混凝土的影响是致命的。
但是,如果做成功的话也是一个新亮点。
高碱高盐,主要是破坏钢筋的氧化膜,从而腐蚀钢筋,引起混凝土膨胀破坏之类的操作,对混凝土本身的影响倒是比较小。
阅读《混凝土结构耐久性概论》,发现了两种比较有效的方法,这两种方法分别从对成品的修复及长期防护入手,效果明显,且已有适用于工程化的实例,对海砂海水混凝土应该是一个很好的启发。
电化学脱盐法。
利用电化学脱盐法能够有效去除钢筋混凝土中的氯离子。
电化学脱盐法,即对成品混凝土进行电化学处理,使被部分腐蚀、钢筋氧化膜破损、含氯离子高的混凝土进行脱氯,从而提高PH值,修复氧化膜,转入健康的工作状态。
原理:电赢、阳极混凝土钢筋(阴极)图1-2电化学脱盐过程示意图电化学出氯离子过程中有关化学反应:阳极:4OH=2H2O+O2+4e2CΓ=C12+2eH2O+C12=HC1+HC1O研究结果:1、电化学脱盐对钢筋混凝土材料抗压性能影响不大,但是随着脱盐周期的增加,钢筋和混凝土之间的粘结性能降低,电化学脱盐技术可以引起混凝土材料内部孔隙特征的变化。
1、使活化钢筋逐渐恢复钝化的趋势。
2、研究结果表明水灰比对电化学脱盐效率有显著影响,水灰比高的试件,混凝土密实度低,电化学脱盐效率高。
心得:通过文章发现,电化学法对脱盐效率比较高,可用于对渔礁的混筑之后的脱盐,减轻氯盐的腐蚀。
但是,考虑到渔礁要用在海水中,四周的环境都是高盐,在投入海水之前脱氯难以治本,所以,还得再考虑渔礁的长久抗渗性。
外加电流阴极保护技术。
海洋环境下,外加电流阴极保护技术是防止氯化物污染造成钢筋锈蚀的理想技术,对新结构和旧有结构都能起到很好的腐蚀控制作用。
外加电流阴极技术,是通过钢筋腐蚀只在阳极进行,而阴极并不发生腐蚀的原理,在使用过程中,通过外电源把钢筋变成纯阴极,从而从理论角度上消除了腐蚀的可能性。
海水中钢筋混凝土桥梁结构防腐耐久性技术措施分析随着社会发展的需求与技术的进步,使得公路桥梁的建设由内陆水环境延伸为沿海甚至跨海环境,在新环境的要求下,钢筋混凝土桥梁的防腐耐久性技术日趋重要。
然而处于海水环境中的钢筋混凝土桥梁结构,由于氯盐环境的影响导致结构内的钢筋极易锈蚀,进而大幅度降低了桥梁的使用寿命,对结构的安全也带来了危害。
据工业发达国家报道,钢筋混凝土在海洋环境中的浪溅区及海洋大气区内,使用寿命大幅缩短,结构大量返修,造成的损失往往能达到总投资的40%。
本文主要分析了海水环境下桥梁结构腐蚀的原因,并就海水环境下的桥梁结构防腐耐久性技术措施从结构形式、构造及材料选择等几个方面进行分析论述。
最后,针对北方海洋环境下桥梁的设计和施工,提出具体的提高桥梁抗腐蚀性的技术措施。
一、海水环境下的桥梁结构腐蚀原因分析一般来讲,砼内部的高碱性能使钢筋表面形成一层钝化膜,保护钢筋免受锈蚀。
而钢筋锈蚀往往也就开始于其表面钝化膜的破坏。
在海水环境下,它的破坏主要有以下原因导致:首先是供氧不足。
一般来讲,钢筋表面钝化膜要保持良好需要一定浓度的氧流量(一般为0. 2~0. 3mA/m2),而水下环境的氧流量一般很低,进而导致钝化膜的厚度逐渐减小直至完全消失,导致钢筋非常缓慢的腐蚀。
再有,海水环境下的桥梁结构由于经常与海水接触并处于潮湿环境中,因各种原材料挟进砼中的氯离子以及海水中的大量氯离子不断渗入到钢筋周围,当此氯离子含量达到某一临界值时,钢筋的钝化膜开始破坏,丧失对钢筋的保护作用,从而引起钢筋锈蚀,削弱其有效断面,并引起膨胀,进而破坏砼保护层,形成恶性循环,加速砼结构破坏,使桥梁使用寿命受到严重威胁。
因此,必须进行防腐蚀耐久性设计,保证砼结构在设计使用年限内的安全和正常使用功能。
二、桥梁结构钢筋混凝土防腐蚀耐久性设计桥梁结构钢筋混凝土防腐蚀耐久性设计,应针对结构预定功能和所处的环境条件,选择合理的结构形式、构造和抗腐蚀性、抗渗性好的优质砼;对处于浪溅区和水位变动区的桥梁下部结构,宜采用高性能砼,或同时采用特殊的防腐措施,同时宜采用焊接性能好的钢筋。
混凝土中氯盐腐蚀对钢筋锈蚀的防护措施研究一、引言随着现代建筑技术的不断发展,混凝土建筑成为了现代建筑中最常见的建筑形式之一。
但是,混凝土结构存在着氯盐腐蚀的问题,这不仅会影响混凝土结构的强度和耐久性,而且会导致钢筋锈蚀,从而严重影响混凝土结构的使用寿命和安全性。
因此,对混凝土中氯盐腐蚀对钢筋锈蚀的防护措施进行研究至关重要。
二、混凝土中氯盐腐蚀的原因1. 混凝土中原有的氯盐混凝土中原有的氯盐主要来自于原材料中的氯化物、污染物中的氯化物、水泥中的氯化钠等。
这些氯盐在混凝土中随着时间的推移逐渐析出,并且在潮湿的环境中,会形成氯离子,从而导致混凝土中氯盐含量过高。
2. 渗透进入混凝土结构中的外部氯盐外部环境中的氯盐也是混凝土中氯盐腐蚀的主要原因之一。
例如,海水、路面融雪剂、含氯的工业废水等都会渗透进入混凝土结构中,从而导致混凝土中氯盐含量过高。
三、混凝土中氯盐腐蚀对钢筋锈蚀的影响混凝土中氯盐含量过高会导致钢筋表面氯化物浓度过高,从而导致钢筋锈蚀。
钢筋锈蚀会使得钢筋的截面积减少,降低钢筋的抗拉强度,从而影响混凝土结构的强度和耐久性。
此外,钢筋锈蚀还会导致混凝土结构的裂缝和开裂,进一步影响混凝土结构的使用寿命和安全性。
四、混凝土中氯盐腐蚀对钢筋锈蚀的防护措施1. 混凝土配合比的优化设计混凝土配合比的优化设计是防止混凝土中氯盐腐蚀的重要措施之一。
通过优化混凝土配合比中的水泥用量、矿物掺合料的使用量、骨料的种类和质量等,可以减少混凝土中氯盐的含量,从而降低钢筋锈蚀的风险。
2. 混凝土表面涂覆防腐涂料混凝土表面涂覆防腐涂料也是一种防止混凝土中氯盐腐蚀的有效方法之一。
防腐涂料主要有有机涂料和无机涂料两种类型,可以在混凝土表面形成一层保护膜,从而防止氯盐的渗透和钢筋的锈蚀。
3. 钢筋防腐处理钢筋防腐处理是防止钢筋锈蚀的有效方法之一。
目前常用的钢筋防腐处理方法主要有热浸镀锌、热浸镀锡、喷涂防腐涂料等。
这些方法可以在钢筋表面形成一层保护膜,从而防止氯盐的渗透和钢筋的锈蚀。
混凝土结构施工中的氯盐侵蚀与防护措施混凝土是一种常用的建筑材料,广泛应用于建筑、桥梁、水利工程等领域,但在使用过程中,可能会遇到氯盐侵蚀的问题。
氯盐的侵蚀会导致混凝土结构的损坏与腐蚀,因此在施工中采取相应的防护措施至关重要。
本文将探讨混凝土结构施工中的氯盐侵蚀问题,并提供一些可行的防护措施。
1. 氯盐侵蚀的原因混凝土结构遭受氯盐侵蚀主要有两个原因:一是氯离子的渗透,二是钢筋与混凝土发生电化学反应。
1.1 氯离子的渗透氯离子可以通过混凝土内部的孔隙和毛细孔进入混凝土内部,当氯盐浓度超过一定限度时,会引发混凝土内部的腐蚀反应。
常见的氯盐来源包括海水、盐湖、含盐土壤等。
1.2 钢筋与混凝土发生电化学反应钢筋与混凝土之间的电化学反应是由于混凝土内存在的氯离子和钢筋间的电位差引起的。
当钢筋处于潮湿或湿润环境下,氯离子会进一步加剧钢筋的腐蚀速度。
2. 氯盐侵蚀的损害氯盐侵蚀对混凝土结构的损害主要体现在以下几个方面:2.1 表面龟裂氯盐侵蚀会导致混凝土表面出现龟裂,严重影响混凝土结构的美观度和力学性能。
2.2 钢筋锈蚀氯盐侵蚀引起的钢筋腐蚀会导致混凝土内部的膨胀和龟裂,使混凝土的结构性能大幅下降。
2.3 强度下降氯盐侵蚀会破坏混凝土的内部结构,导致混凝土的强度下降,进而影响整个结构的承载能力。
3. 氯盐侵蚀的防护措施为了防止氯盐侵蚀对混凝土结构造成的损害,施工中应采取以下防护措施:3.1 减少氯盐渗透合理选择混凝土配合比和材料,控制混凝土中氯离子的含量。
在混凝土表面涂刷防水剂以减少氯盐的渗透,同时加强混凝土的密实性,阻碍氯盐的进入。
3.2 防止钢筋腐蚀在施工中,应采用合适的钢筋保护措施,如涂覆防腐涂料或使用贴片保护膜等,以减少钢筋与氯离子的接触,防止腐蚀的发生。
3.3 增加混凝土密实性通过振捣、养护等手段,增加混凝土的密实性,减少混凝土内部的孔隙和毛细孔,从而降低氯离子的渗透。
3.4 用于强化防护的添加剂可以在混凝土配制中添加特殊的添加剂,如氯盐抑制剂、防蚀剂等,以提高混凝土的抵抗氯盐侵蚀的能力。
混凝土氯盐腐蚀试验标准方法混凝土氯盐腐蚀试验标准方法的重要性引言:混凝土结构在建筑、道路和桥梁等工程中扮演着重要的角色。
然而,氯盐腐蚀是混凝土结构面临的主要挑战之一。
为了保证混凝土结构的寿命和耐久性,开发了一系列的试验标准方法来评估其抗氯盐腐蚀性能。
本文将深入探讨混凝土氯盐腐蚀试验标准方法的基本原理、分类及其应用领域,帮助读者更好地理解和应用这些方法。
一、基本原理:混凝土氯盐腐蚀试验标准方法的基本原理是通过模拟混凝土结构中的氯离子侵蚀环境,评估混凝土的抗氯盐腐蚀性能。
主要包括实验室试验和现场试验两种方式。
实验室试验通常包括混凝土试块浸泡试验、电化学腐蚀试验和循环氯离子渗透试验等。
二、分类:混凝土氯盐腐蚀试验标准方法可根据测试目的和环境条件进行分类。
根据测试目的,可以分为评估混凝土抗氯盐腐蚀性能的方法和检测混凝土中氯离子含量的方法。
根据环境条件,可以分为湿度控制法、浸泡法、循环湿浸法和电化学法等。
三、应用领域:混凝土氯盐腐蚀试验标准方法在工程实践中具有广泛的应用。
这些方法可以用于评估不同材料和配合比的混凝土抗氯盐腐蚀性能,从而指导混凝土配方设计和材料选择。
这些方法也可以用于评估不同防护措施对混凝土抗氯盐腐蚀性能的影响,以指导混凝土结构的维护和修复。
这些方法还可以用于研究混凝土中氯离子传输机理,为更好地理解混凝土氯盐腐蚀提供科学依据。
结论:混凝土氯盐腐蚀试验标准方法的发展和应用对于保证混凝土结构的寿命和耐久性起到了至关重要的作用。
通过这些方法的评估和检测,我们能够更好地了解混凝土的抗氯盐腐蚀性能,指导混凝土配方设计和结构维护,为工程实践提供科学依据。
然而,需要注意的是,混凝土氯盐腐蚀试验标准方法仍然存在一些局限性,需要进一步的研究和改进。
个人观点:在我看来,混凝土氯盐腐蚀试验标准方法的发展和应用是非常有必要的。
混凝土结构在各类工程中的应用越来越广泛,而氯盐腐蚀问题也随之愈发突出。
通过进行混凝土氯盐腐蚀试验,可以对混凝土的性能进行全面、准确的评估,为工程设计和施工提供科学依据。
钢筋混凝土结构物的防腐技术(一)摘要:提出了钢筋混凝土防腐技术和预防措施,并对混凝土中的Cl-含量确定了量化指标,通过试验验证了7种混凝土外加剂均能减缓氯盐对钢筋的腐蚀速度,强调了应建立有关融雪、破冰剂的技术质量标准和试验规程。
1、钢筋在氯盐环境中的防腐技术与预防措施1.1防腐技术研究防腐技术的目的,在于使结构物从投入使用,到内部的钢筋开始锈蚀的时间尽可能的接近设计寿命。
要想完全避免Cl-的腐蚀,最理想的方法就是从根本上保证混凝土与氯盐环境隔绝,事实上这是不可能的。
重要的是如何有效地控制氯盐的总量,使之限定在规定的范围之内。
依据钢筋在氯盐环境中的电化学行为的研究结果和腐蚀机理,认为凡是能够有效的阻止混凝土PH值下降、保证钢筋界面上的钝化膜不活化、维持界面双电层的电位恒定、避免钢筋表面去极化的发生,就能够有效地控制腐蚀的发生,也即防腐技术。
本文就防腐技术归纳如下:(1)混凝土中Cl-总量限定值所谓“限定值”是指混凝土中所允许的最大值。
研究表明,Cl-的总量限定值应小于0.18%(普通混凝土水泥重量百分比),折合为0.55kg/m3,该值相当于美国(ACI)的限定值,比日本土木学会的规范值低8%,研究结果与美、日发达国家规范值基本上是一致的。
此外Cl -的总量还直接影响着其在混凝土中的扩散速率,扩散过程可用下列方程描述:(2)可利用正态分布求出。
这样,利用扩散方程可以将Cl-扩散与使用年限建立起关系,进而据此进行混凝土耐久性设计或检验评估,同时也确定了扩散速率与Cl-浓度的关系。
(3)限定钢筋界面的电流密度和酸碱度限定钢筋界面的电流密度是保证电位恒定的基本指标,即钢筋界面保护膜钝化状态向活化状态转化的临界值。
该临界值不小于10A/cm2.而强碱性则是钢筋界面保护膜的最佳环境条件,酸碱度的最佳值不小于11.5.(4)限定混凝土裂缝宽度和水胶比混凝土裂缝使腐蚀介质通过混凝土保护层,进入到钢筋表面。
必须对混凝土保护层裂缝的宽度加以限制,对高性能混凝土裂缝的限定值为0.2mm.对普通混凝土该值要适当减小。
混凝土水工结构氯离子侵蚀的防治措施混凝土水工结构氯离子侵蚀的防治措施混凝土水工结构是常见的建筑形式,但长期暴露在水中,特别是含氯水中,会导致氯离子侵蚀,从而降低结构的强度和耐久性。
为了防止氯离子侵蚀,以下是一些防治措施的步骤:步骤一:合理设计和材料选择混凝土水工结构的设计应考虑到水环境中氯离子的侵蚀问题。
首先,需要选择具有一定抗氯离子侵蚀性能的材料,如高性能混凝土或添加特殊添加剂的混凝土。
同时,要根据具体情况合理确定混凝土的配合比,确保混凝土的密实性和耐久性。
步骤二:增加混凝土覆盖层厚度混凝土水工结构的覆盖层是最容易受到氯离子侵蚀的部分。
为了增加结构的抗氯离子侵蚀能力,可以适当增加混凝土覆盖层的厚度。
覆盖层厚度应根据结构的使用环境和设计要求进行合理确定,一般应不少于40mm。
步骤三:防止裂缝的发生混凝土水工结构中的裂缝是氯离子侵蚀的重要途径之一。
因此,需要采取措施来预防和控制裂缝的发生。
一方面,可以在混凝土的浇筑和养护过程中严格控制温度和湿度,减少混凝土的收缩和开裂。
另一方面,可以在结构中设置适当的抗裂措施,如添加纤维增强材料或应用预应力技术。
步骤四:施工过程中的防护措施在混凝土水工结构施工过程中,需要采取一系列防护措施来减少氯离子的侵入。
首先,应保持施工现场的清洁,防止杂质和含氯物质进入混凝土中。
其次,在浇筑混凝土时,要注意控制水灰比,避免过多的水分进入混凝土中,因为水分中的氯离子会加速侵蚀作用。
步骤五:定期检测和维护为了及时发现和修复混凝土水工结构中的氯离子侵蚀问题,需要定期进行检测和维护。
可以通过检测混凝土中氯离子的浓度来评估结构的侵蚀程度,并采取相应的修复措施,如表面修补、涂层保护或防水处理。
此外,定期维护和清洁结构表面,去除附着的盐类和污物,也是保护混凝土水工结构的重要措施。
综上所述,防治混凝土水工结构氯离子侵蚀需要从设计、材料选择、施工过程、定期检测和维护等多个方面综合考虑。
通过合理的设计和施工措施,以及定期的检测和维护,可以有效延长混凝土水工结构的使用寿命,提高结构的抗氯离子侵蚀能力。
第26卷第1期2009年2月特种结构V01.26No.1Feb.2009氯盐环境下钢筋混凝土水池等结构的防腐方法吴禾佳1孔祥利1刘志刚1高健2(1.中国市政工程东北设计研究院长春13151021;2.尚志市自来水公司150600)(1.ChinaNortheastMunicipalEngineeringDesignandResearchInstitute,Changchun130021;2.ShangzhiWaterSupplyCompany,150600)[摘要]修建在沿海一带污水处理厂的建(构筑物)不仅受到污水的腐蚀,还要受到合有氯盐的土壤、地下水的腐蚀。
本文借鉴了美国污水处理池在防腐方面的设计方法,介绍了在沿海一带污水池的防腐设计中应注意的问题。
[关键词】钢筋混凝土水池污水处理腐蚀耐久性ABsl[’IlACr:Thestr//℃t/zre¥builtinseaareawillbecorroded砂notontywastewater,groundwaterbutalsosoilwithchlorine.刀圮articlebegir坫withsomemethodsintroductionofstructuresanti—corrosionintheUSA.Andthensomemethodshavebeengil)enforwatertanksdesignedinseaareaforitsdurability.KEYWoRDS:ReinforcedconcretetankWastewatertreatmentChloridecorrOSionDurability1氯盐环境下混凝土工程破坏概述长期以来,人们一直以为混凝土是非常耐久的材料,直到70年代末期,发达国家才逐渐发现以前建成的基础设施工程在一些环境下出现了过早的损坏。
美国许多城市的混凝土基础设施工程和港口工程建成后不到20、30年甚至在更短的时图1密西西比河上某桥的垮塌间内就出现劣化,据1998年美国土木工程学会的一份材料估计,其需要有1.3万亿美元来处理美国国内基础设施工程存在的问题,仅修理与更换公路桥梁的混凝土桥面板一项就需800亿美元。
另有资料指出,美国因除冰盐引起钢筋锈蚀需限载通行的公路桥梁已占这一环境下桥梁的1/4。
图l所示为20(0年8月1日,美国明尼苏达州密西西比河上一座桥梁垮塌的情况。
前几年,我国遭受盐冻侵蚀地区的公路桥梁在耐久性设计方面仍没有明确要求(公路设计方面现在有了,而我国在水池耐久性方面仍没有明确的设计要求),对混凝土保护层和强度的要求仅为25mm与C25,与加拿大50年代的设计水准一致。
国内按这种标准设计的一座大桥,建成后仅8年,由于盐冻侵蚀,现已不得不部分拆除重建。
同样,北京某立交桥也仅仅使用了19年,不得不部分拆除重建。
长春的某立交桥1988年建成,同样由于盐冻侵蚀,桥面拦板现在(仅仅使用了19SPECIALs】限-UCnml强№.12009年)也不得不拆除重建。
盐冻也对混凝土路面造成伤害,如东北地区的一条高等级公路只经过一个冬天就大面积剥蚀。
我国铁路隧道用低强度的C15混凝土作衬砌材料,密实度和抗渗性差,受到地下水与机车废气侵蚀,开裂与渗漏严重;对几个路局所辖的隧道进行抽样调查表明,漏水的占50.4%,其中1/3渗漏严重,并导致钢轨等配件锈蚀以及电力牵引地段漏电,影响正常运行。
如京广铁路运输大动脉上某加冰台,建于1989年,因未采取有效的钢筋锈蚀防护措施,遭受工业用盐lo余年的腐蚀后,于2001年lO月被拆除重建;湖北省某大桥也是由于腐蚀问题,仅仅使用了5年就拆除重建了。
这样的例子有很多。
图2某水池池壁裂缝及腐蚀示意我国的污水处理工程大部分都是最近几年建成的,腐蚀现象还没有大面积表现出来。
但是水池的耐久性不足的问题在个别地区已有发现,如某地的污水池,1998年建成,2000年1月份前后水池池壁出现了多道竖向、斜向裂缝,而且是通缝(图2)。
我们知道,钢筋锈蚀以后,其体积要膨胀2.5~3倍。
因此,在水池裂缝处将会造成钢筋保护层脱落,进而加快水池的腐蚀。
一35—万方数据特种结构2009年第1期由于我国最近几年工业发展很快,污染也成加重的趋势。
据世界卫生组织的一项调查,世界上20个污染最严重的城市当中,中国占了16个。
因此,我国的环保事业还有很大的发展潜力。
图3东北某地水池因冻害造成的破坏示意由于我国混凝土工程中的钢筋锈蚀和混凝土腐蚀严重,混凝土工程的耐久性设计对当前我国正在进行的大规模污水处理工程的建设具有重要战略意义和相当的紧迫性,如果再不积极采取相应对策并尽快落实具体措施,那么每年投入土建工程建设的庞大资金将会蒙受重大损失,资源也将遭受极大的浪费,建成后的工程将难以发挥长期效益,而在使用过程中频繁的修补乃至事故又必将影响正常的生产。
2美国城市污水水池结构的防腐方法2.1城市污水水池结构的防腐方法在美国(参见ACIUseofflyAshinConcrete,ReportedbyACICommittee232),对于一般的城市污水水池防腐,主要通过在混凝土中添加F级粉煤灰和使用高效减水剂来完成。
对于腐蚀性较大的城市污水(如印染、造纸等工业污水)除添加F级粉煤灰和使用高效减水剂外,还要添加一定量的硅粉。
由于不同的粉煤灰性质不完全相同,所以F级粉煤灰的添加量也不可能是个固定值,一般为水泥重量的15%一35%。
但对于大体积混凝土,为了减少由于水化热过高而产生的裂缝、抵抗硫酸盐腐蚀或减少由于碱骨料反应而产生的膨胀,也可以使用大掺量的粉煤灰,这些都是被证明了的、行之有效的方法。
F级粉煤灰的定义,根据ASTMC618的定义:发电厂燃烧无烟煤或烟煤(含沥青)而产生的副产品,根据化学成份分析,Si02,舢203,№03的总含量应至少在70%以上,这种粉煤灰具有更强的水泥硬结作用。
在美国还有一种粉煤灰,叫c级粉煤灰。
它是发电厂燃烧褐煤或次等的烟煤(含沥青)而产生的副产品,根据化学成分分析,Si02,舢203,Fe203的总含量应至少在50%以上,但CaO的成份为一36一lO%~35%o在我国,对于粉煤灰的划分是通过细度、烧矢量、含水率等物理指标来划分的,分为一、二、三级粉煤灰,不尽科学。
只能认为粉煤灰越细其水化作用越强(实际上是si02,鸽03,r'e203的含量越大,其水化作用越强)。
另外,我国对粉煤灰的收缩率没有规定,美国规定粉煤灰与砂浆形成的试块,其收缩率不得大于0.03%,这就充分保证了掺加粉煤灰的混凝土,不会因为掺加粉煤灰而增大混凝土的收缩性。
2.2粉煤灰的防腐原理水泥水化过程中会产生CaOHz,它是溶于水的,因此会被滤出混凝土而在混凝土中形成空隙(很微小),这样,污水、其它氯化物或硫化物就能进入混凝土中,结果是混凝土被腐蚀。
当加入粉煤灰后,粉煤灰将和CaOH2、水共同作用产生c§H,这样就降低了C.OHz被滤出的危险。
此外,粉煤灰在长期的水化作用下,将改善混凝土的毛细结构,因此,混凝土的渗透性能大大降低,即混凝土的抗渗性大大提高,同时也降低了氯离子侵入的可能性。
掺加了粉煤灰的混凝土也能大大降低水、腐蚀性的化学溶液以及氧进入混凝土的速率。
掺加了粉煤灰的混凝土能大大降低氯盐对混凝土的侵蚀速度,在混凝土硬结的初期(比如说28d)氯盐对掺加粉煤灰的混凝土与对不掺粉煤灰的混凝土的侵蚀速度并没有什么不同。
但当混凝土硬结一年以后,氯盐对掺加了粉煤灰的混凝土侵蚀速度要比没有掺加粉煤灰的混凝土的侵蚀速度低数倍。
对一个30年的大坝进行钻芯取样也证明,氯盐对掺加粉煤灰混凝土的侵蚀速率要比没有掺加粉煤灰的混凝土的侵蚀速率低一个数量级。
这里需要注意的是,虽然粉煤灰有很多优点,但也有缺点。
缺点之一是掺加粉煤灰后混凝土的收缩稍稍加大,但通过减少用水量就可很容易地解决该问题。
因此,在选用混凝土外加剂时应尽量选用减水率高的外加剂。
如果在混凝土中同时掺加粉煤灰和硅粉,混凝土对抵抗氯离子的能力将显著提高(见Thomaseta1.1999)。
因为,硅粉增加了混凝土在早期抵抗氯离子的能力,而粉煤灰增加了混凝土在后期抵抗氯离子的能力。
微硅粉也叫硅灰,是硅铁或金属硅生产过程中由矿热炉中的高纯石英、焦炭和木屑还原产生SPECIAl.STRUCTt『REsN0.12009万方数据万方数据万方数据氯盐环境下钢筋混凝土水池等结构的防腐方法作者:吴禾佳, 孔祥利, 刘志刚, 高健作者单位:吴禾佳,孔祥利,刘志刚(中国市政工程东北设计研究院,长春,1311021), 高健(尚志市自来水公司,150600)刊名:特种结构英文刊名:SPECIAL STRUCTURES年,卷(期):2009,26(1)被引用次数:0次e of Fly Ash in Concrete,Reported by ACI Committee 2322.Bryce Simons.Fly Ash Cement Replacement or Mineral Admixture? 20073.SIKA FERROGARDR 901&903 CORROSION INHIBITORS:EVALUATION OF TEST PROGRAMME4.陈肇元混凝土结构耐久性没计与施工指南 20045.GB 50046-1995.工业建筑防腐蚀设计规范6.韩静云污水处理系统中混凝土结构的腐蚀现状涸查及分析 2000(11)7.洪乃丰钢筋混凝土桥梁防护与钢筋阻锈剂[期刊论文]-公路 2002(04)8.洪乃丰基础设施腐蚀防护和耐久性问与答 20039.余志钢钢筋混凝土结构锈蚀防护技术研究与应用[期刊论文]-铁道标准设计 2005(04)1.期刊论文张奕薇.张瑞兴大型钢筋混凝土水池上浮开裂事故的处理方法-建筑技术2003,34(4)茂名30万t乙烯工程污水处理场共有16个钢筋混凝土水池,其中调节-匀质池、一级生化曝气池、二级生化曝气池、放流-雨水调峰池为矩形大型水池.这4个池在施工过程中先后发生了水池底板浮起和池壁开裂的重大事故,本文介绍事故情况和处理方法.2.期刊论文曾令安钢筋混凝土水池抗浮加固技术-建筑技术2001,32(4)广东省茂名市某工程污水处理场内有一新建大型钢筋混凝土蓄水池,长 140 m,宽 90 m,容积 9 000 m3,埋入地下 3.7 m。
该水池施工完成并经满水试验合格后,在池外回填土并夯实。
1995年 6月 9日当地突降暴雨,后发现该水池 1号池底板及上顶盖混凝土梁出现裂缝并有上拱现象; 2号池底板上拱,最大达 612 mm,池内沉降缝开裂,最大缝宽 10 mm,缝内所设橡胶止水带已被拉裂 (图 1)。
3.期刊论文梁永涛.Liang Yongtao关于矩形钢筋混凝土水池计算的总结-山西科技2007(3)水池是污水处理工程中常见的用人工材料修建、具有防渗作用的水处理设施.文章结合某污水处理厂储泥池的设计工作,对矩形钢筋混凝土水池的设计计算进行了总结.4.期刊论文涂健.Tu Jian浅谈水池设计-林业科技情报2007,39(3)水池是污水处理工程中常见的用人工材料修建、具有防渗作用的水处理设施.结合某污水处理厂储泥池的设计工作,对矩形钢筋混凝土水池的设计计算进行总结.5.期刊论文王晖.刘超.史志利.Wang Hui.Liu Chao.Shi Zhili钢筋混凝土水池池壁施工温度场仿真分析-特种结构2007,24(1)根据热学基本原理,结合结构设计需要,以某污水处理厂一座大型钢筋混凝土水池为例,利用ANSYS程序对其池壁施工期温度场进行了有限元数值模拟分析,重点分析了由开始浇筑到第14d拆模前混凝土水化热所产生的温度场效应.旨在为大型钢筋混凝土水池的温控设计及施工提供参考.6.学位论文王冬花钢筋混凝土水池优化设计2009面对全球水资源减少、我国水资源匮乏的形势,大量兴建污水处理站,水池在污水处理中应用广泛;污水处理站中的配水池、污水处理池、排水井,这些都是污水处理站中必要的构筑物,其在污水处理中起着不可或缺的作用。