钢筋混凝土腐蚀机理
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钢筋混凝土腐蚀机理钢筋混凝土是现代建筑中广泛应用的结构材料,它具有强度高、耐久性好等优点。
然而,在一些特定的环境条件下,钢筋混凝土也会遭受腐蚀,从而影响其结构的安全性和使用寿命。
要有效地预防和控制钢筋混凝土的腐蚀,就需要深入了解其腐蚀机理。
一、钢筋混凝土的组成与结构钢筋混凝土是由水泥、骨料(砂、石)、水以及钢筋等材料组成的复合材料。
水泥在与水混合后发生水化反应,形成水泥浆体,将骨料包裹并粘结在一起,形成具有一定强度和耐久性的混凝土结构。
钢筋则被埋置在混凝土中,主要用于承受拉力,提高混凝土结构的承载能力。
混凝土本身是一种多孔性材料,其中存在着大量的毛细孔、孔隙和微裂缝。
这些孔隙和裂缝为外界物质的侵入提供了通道,是导致混凝土腐蚀的潜在因素。
二、钢筋混凝土腐蚀的类型1、混凝土的化学腐蚀混凝土中的水泥水化产物在酸性环境下会发生化学反应,导致混凝土的强度降低和结构破坏。
例如,在酸雨的作用下,混凝土中的氢氧化钙会与酸反应生成可溶性盐,从而使混凝土逐渐失去碱性,降低其对钢筋的保护作用。
2、钢筋的锈蚀钢筋在混凝土中的锈蚀是钢筋混凝土结构腐蚀的主要形式。
当混凝土中的孔隙和裂缝使得外界的氧气、水分和氯离子等物质能够到达钢筋表面时,钢筋就会发生锈蚀。
氧气在钢筋表面形成阴极,水为电解质,钢筋中的铁为阳极,形成了一个电化学腐蚀电池。
在这个过程中,钢筋表面的铁逐渐失去电子,形成铁锈。
铁锈的体积比原来的铁大很多,会在钢筋表面产生膨胀压力,导致混凝土开裂和剥落,进一步加速钢筋的锈蚀。
氯离子是导致钢筋锈蚀的重要因素之一。
它能够破坏钢筋表面的钝化膜,使得钢筋更容易发生锈蚀。
沿海地区的混凝土结构由于受到海风中氯离子的侵蚀,往往更容易出现钢筋锈蚀的问题。
3、混凝土的冻融破坏在寒冷地区,混凝土中的孔隙水在冻融循环的作用下会发生体积膨胀和收缩,从而导致混凝土结构的破坏。
当孔隙水结冰时,体积会膨胀约 9%,产生的膨胀压力会使混凝土内部产生微裂缝。
钢筋混凝土的腐蚀机理与防护技术应用论文在工程设计中,场地地下水、土常常具有腐蚀性,腐蚀严重影响混凝土结构耐久性、可靠性。
在生产建立中的各类建、构筑地基根底常用的结构形式一般为钢筋混凝土结构,这些根底与地下水、土直接接触,建构筑物根底受到腐蚀性水、土的侵蚀,会引起根底混凝土剥落、丧失强度、钢筋锈蚀等现象,从而降低根底的耐久性,直接影响整个结构的使用平安。
因此,防腐蚀设计以成为建构筑物根底设计不可缺少的内容。
钢筋混凝土的腐蚀分为两局部:一局部是混凝土的腐蚀,另一局部是钢筋的腐蚀。
这里主要讲述硫酸盐及氯离子对钢筋混凝土的腐蚀机理。
2.1硫酸盐对混凝土的腐蚀机理。
混凝土硫酸盐腐蚀的机理是一个非常复杂的物理、化学过程,硫酸盐侵蚀引起的危害包括混凝土的整体开裂和膨胀以及水泥浆体的软化和分解,主要是通过物理、化学作用破坏水泥水化产物,使其丧失强度。
硫酸盐侵蚀的物理作用是指水土中的硫酸根离子通过混凝土孔隙进入混凝土结构中,在没有与混凝土中的组分发生化学反响以前,在干湿循环状态下,外部环境中的硫酸钠吸水发生结晶膨胀。
硫酸钠吸水后体积膨胀,一般表现为混凝土外表开裂、强度降低。
硫酸盐侵蚀的化学作用是指水土中的硫酸根离子通过混凝土孔隙进入混凝土结构中后与混凝土中的不同组分发生一系列的化学反响,这些化学反响生成的盐类矿物一方面由于吸收了大量水分子而产生体积膨胀导致混凝土的破坏,另一方面也可使水泥中硬化组分溶出或分解,导致混凝土强度和粘结性丧失。
2.2氯离子对钢筋的腐蚀机理。
水或土对钢筋的腐蚀主要为电化学反响过程。
混凝土中钢筋一般处于氢氧化钙提供的碱性环境中,在这种碱性环境中钢筋与氧化性物质作用,作用在金属外表形成一种致密的、覆盖性能良好的、牢固的吸附在金属外表上的钝化膜(水化氧化物nFe2O3·mH2O),对钢筋有很强的保护能力,防止钢筋进一步锈蚀。
相关研究说明钝化膜在高碱性环境中才是稳定的,当钢筋所处环境中pH<9时钝化膜逐渐破坏。
混凝土钢筋腐蚀的原理与防护方法一、前言混凝土钢筋腐蚀是一种广泛存在于工程实践中的问题,它严重影响了混凝土结构的安全和使用寿命。
本文将从混凝土钢筋腐蚀的原理入手,详细介绍腐蚀的机理和影响因素,以及目前常用的防护方法。
希望本文能够为广大工程师和研究人员提供一些有用的参考。
二、混凝土钢筋腐蚀的原理混凝土钢筋腐蚀是指混凝土中的钢筋在一定条件下受到电化学腐蚀作用而发生破坏。
其主要原理是钢筋与混凝土中的氧、水、盐等发生化学反应,导致钢筋表面形成氧化铁锈膜,进而引起钢筋的腐蚀。
1. 钢筋表面形成氧化铁锈膜钢筋表面形成氧化铁锈膜是混凝土钢筋腐蚀的第一步。
这个过程是钢筋表面与混凝土中的氧、水、盐等发生化学反应的结果。
当混凝土结构中的钢筋暴露在空气和水的环境中时,钢筋表面的铁离子会与水和氧气反应,形成铁氢氧化物。
这种氢氧化物在空气中继续氧化,形成铁(III)氧化物,也就是我们常说的铁锈。
铁锈的形成为后续的钢筋腐蚀提供了条件。
2. 钢筋腐蚀的电化学反应钢筋表面形成氧化铁锈膜后,接下来就是钢筋的腐蚀。
钢筋的腐蚀是一种电化学反应,它需要三个要素:金属、电解质和氧气。
钢筋表面的铁离子在电解质溶液中会被氧化成离子,离子会向阳极移动,同时电解质中的氢离子会向阴极移动。
阴极和阳极之间的电荷差异会形成电流,从而导致钢筋的腐蚀。
3. 钢筋腐蚀的产物钢筋腐蚀的产物主要有两种:氢气和氧化铁。
钢筋表面的铁离子在电解质中被氧化成氢离子和氧化铁,其中氢离子会向阴极移动,形成气泡,即氢气。
氧化铁会在钢筋表面形成一层铁锈,这层铁锈会不断增厚,最终导致混凝土结构的破坏。
三、混凝土钢筋腐蚀的影响因素混凝土钢筋腐蚀的发生受到多种因素的影响,主要包括以下几个方面:1. 水泥质量水泥质量是影响混凝土钢筋腐蚀的重要因素之一。
水泥中的氧化铁含量会影响混凝土中的氧化铁含量,进而影响钢筋的腐蚀。
氧化铁含量越高,混凝土中的氧化铁含量就越高,钢筋的腐蚀也就越严重。
2. 氯离子含量氯离子是导致混凝土钢筋腐蚀的重要原因之一。
混凝土中钢筋腐蚀机理研究的电化学方法1. 研究背景混凝土是一种常用的建筑材料,而钢筋则是混凝土中常用的加强材料。
由于混凝土在使用中暴露在空气和水中,钢筋容易发生腐蚀,导致混凝土的耐久性降低,严重时会导致建筑结构的安全隐患。
因此,研究混凝土中钢筋腐蚀机理,探究其电化学方法是至关重要的。
2. 钢筋腐蚀机理钢筋腐蚀是混凝土中常见的问题,其机理主要包括两个方面:氧化还原反应和离子传输。
具体而言,当钢筋暴露在空气和水中时,其表面会形成一个氧化皮层,该氧化皮层具有一定的电阻性,阻碍了电子和离子的传输。
当混凝土中存在氯离子、硫酸盐等有害物质时,这些物质会使钢筋表面的氧化皮层发生断裂,从而导致钢筋表面的金属裸露在空气和水中,加速钢筋的腐蚀。
3. 电化学方法电化学方法是研究混凝土中钢筋腐蚀机理的重要手段。
该方法主要包括电位扫描、电位动力学、电化学阻抗谱等技术。
具体而言,电位扫描是通过测量钢筋表面电位的变化来判断其腐蚀状态的方法。
电位动力学则是研究腐蚀反应动力学的方法,通过测量钢筋在不同电位下的电流密度来分析腐蚀反应的速率。
电化学阻抗谱则是通过测量混凝土中钢筋与周围环境之间的交流电阻来分析钢筋腐蚀的过程。
4. 实验步骤4.1 样品制备将混凝土样品切成不同尺寸的块状,将其中的钢筋暴露在空气和水中,制作出不同程度的腐蚀状态的样品。
4.2 电位扫描实验将样品放入电化学池中,测量钢筋表面的电位变化,根据电位变化曲线判断钢筋腐蚀的程度。
4.3 电位动力学实验将样品放入电化学池中,通过改变电位来测量钢筋在不同电位下的电流密度,得到腐蚀反应的速率。
4.4 电化学阻抗谱实验将样品放入电化学池中,测量混凝土中钢筋与周围环境之间的交流电阻,分析钢筋腐蚀的过程。
5. 实验结果通过电位扫描实验,可以得到不同程度的钢筋腐蚀状态。
通过电位动力学实验,可以得到腐蚀反应的速率随电位的变化情况。
通过电化学阻抗谱实验,可以得到钢筋腐蚀过程中电阻的变化情况。
混凝土中钢筋腐蚀的机理研究一、前言混凝土是一种常见的建筑材料,混凝土中常常加入钢筋以增强其强度和抗拉性能。
但是,随着时间的推移,钢筋会受到环境的影响,导致钢筋腐蚀,进而影响混凝土的性能和使用寿命。
因此,研究混凝土中钢筋腐蚀的机理非常重要。
二、钢筋腐蚀的机理钢筋腐蚀是指钢筋表面受到氧化、水解等化学反应的影响,导致钢筋失去原有的金属性质,最终形成锈蚀层。
钢筋腐蚀的机理主要包括以下几个方面:1. 钢筋表面的物理和化学反应在混凝土中,钢筋表面的物理和化学反应是导致钢筋腐蚀的主要原因。
当混凝土中的水分和氧气进入钢筋表面时,钢筋表面的铁离子会与水和氧气反应产生氢氧化铁和氢氧化铁酸盐等化合物,导致钢筋表面发生腐蚀。
2. 氯离子的侵蚀氯离子是混凝土中钢筋腐蚀的重要因素之一。
当混凝土中含有大量的氯离子时,钢筋表面的保护层会被破坏,从而导致钢筋腐蚀。
3. 碱性环境的影响混凝土是一种碱性环境,当混凝土中的pH值低于12时,钢筋表面的保护层就会被破坏,从而导致钢筋腐蚀。
三、钢筋腐蚀的影响钢筋腐蚀会影响混凝土的性能和使用寿命,具体表现在以下几个方面:1. 减少混凝土的强度和硬度钢筋腐蚀会导致混凝土中的钢筋断裂,从而减少混凝土的强度和硬度。
2. 加速混凝土的老化钢筋腐蚀会加速混凝土的老化,从而缩短混凝土的使用寿命。
3. 影响混凝土的耐久性钢筋腐蚀会影响混凝土的耐久性,从而影响混凝土的使用寿命。
四、防止钢筋腐蚀的方法为了防止钢筋腐蚀,可以采取以下措施:1. 选择合适的钢筋材料选择一些耐腐蚀性能好的钢筋材料可以减少钢筋腐蚀的可能性。
2. 采用防腐措施在混凝土中加入适量的防腐剂可以减缓钢筋腐蚀的速度,从而延长混凝土的使用寿命。
3. 加强维护和保养定期检查维护混凝土结构可以及时发现钢筋腐蚀的问题,并采取相应的措施加以修复。
五、结论钢筋腐蚀是混凝土中常见的问题,其机理主要包括钢筋表面的物理和化学反应、氯离子的侵蚀和碱性环境的影响等因素。
钢筋混凝土电化学腐蚀机理探讨
答:和其他钢材腐蚀一样,引起钢筋腐蚀的主要化学变化是电化学反应,即在钢筋表面不同电位区段形成阳极和阴极;并且阳极部位的钢筋表面处于活化状态,可以自由地释放电子,在阴极部位的钢筋表面存在足够的水和氧。
钢筋腐蚀电化学反应方程和示意图
在阳极的反应为:Fe →Fe 2++2e
在阴极的反应为:H 2O +2
1O 2+2e →2(OH)- 阴极、阳极反应生成的铁离子和氢氧根离子结合生成氢氧化亚铁:
Fe 2++2(OH)-→Fe( OH)2
氢氧化亚铁与水中的氧作用可生成氢氧化铁:
4Fe(OH)2+O 2+2H 2O →4Fe(OH)3
钢筋电化学反应中生成的物质就是俗称的铁锈,铁锈是完全丧失钢材原有力学性能的分离物,造成结构钢筋断面面积的减损,并且其体积为铁体积的2~6倍,产生后会导致混凝土保护层开裂、剥落,使水分更容易进入,促使腐蚀加快发展。
混凝土腐蚀机理及防治原理混凝土腐蚀机理及防治原理一、前言混凝土腐蚀是指混凝土中的钢筋或钢材因受到外界介质的侵蚀而失去原有功能的过程。
混凝土腐蚀不仅会影响混凝土的使用寿命,同时也会影响结构的安全性。
因此,混凝土腐蚀的防治一直是混凝土工程中一个重要的问题。
二、混凝土腐蚀机理(一)混凝土腐蚀的分类混凝土腐蚀可以分为两大类:一类是化学侵蚀,一类是电化学腐蚀。
1. 化学侵蚀化学侵蚀主要是指混凝土中的水泥基体受到化学物质的侵蚀而发生腐蚀。
在化学侵蚀过程中,混凝土中的水泥基体会发生溶解、破坏和脱落等现象,从而使混凝土的强度和耐久性下降。
2. 电化学腐蚀电化学腐蚀主要是指混凝土中的钢筋受到外界介质的侵蚀而发生腐蚀。
在电化学腐蚀过程中,混凝土中的钢筋会发生氧化和还原反应,从而使钢筋表面产生锈蚀和脱落现象,从而使钢筋的强度下降。
(二)混凝土腐蚀的机理1. 化学侵蚀机理化学侵蚀的机理是由于混凝土中的水泥基体受到化学物质的侵蚀而发生腐蚀。
化学物质主要包括酸、碱、盐等。
当这些化学物质侵蚀混凝土时,会与混凝土中的水泥基体发生反应,使其发生溶解、破坏和脱落等现象。
这些化学物质会破坏混凝土中的钙矾石结构,从而使混凝土变得松散和易碎。
2. 电化学腐蚀机理钢筋腐蚀的机理是由于混凝土中的钢筋受到外界介质的侵蚀而发生腐蚀。
外界介质主要包括氯离子、硫酸根离子、硝酸根离子等。
当这些介质侵蚀混凝土时,会与混凝土中的钢筋发生氧化还原反应,使钢筋表面产生锈蚀和脱落现象。
这些化学反应会导致混凝土中的钢筋失去原有的力学性能,从而影响结构的安全性。
(三)混凝土腐蚀的影响因素混凝土腐蚀的影响因素主要包括以下几个方面:1. 水泥基体的质量水泥基体的质量直接影响混凝土的耐久性和抗腐蚀性能。
2. 钢筋的质量钢筋的质量直接影响混凝土的抗腐蚀性能。
3. 外界环境外界环境对混凝土的腐蚀影响很大。
例如,氯离子、硫酸根离子、硝酸根离子等可以加速混凝土的腐蚀。
4. 结构设计结构设计对混凝土的腐蚀也有很大的影响。
混凝土中的钢筋腐蚀原理一、引言混凝土是一种广泛应用于建筑工程中的重要材料,它具有很好的耐久性和承载能力。
然而,钢筋腐蚀问题一直是混凝土工程中的难题,会对建筑物的安全性和使用寿命造成很大影响。
因此,深入了解钢筋腐蚀的原理和机制对于提高混凝土工程的质量和安全性具有重要意义。
二、混凝土中的钢筋混凝土中的钢筋是一种重要的构件,在混凝土中起到加固和承载的作用。
钢筋的主要成分是铁和碳,其中碳的含量通常在0.2%~0.8%之间。
钢筋的表面通常会喷涂一层防锈剂来防止腐蚀,但是在长时间的使用过程中,由于外界环境的影响,钢筋表面的防锈层会逐渐磨损和脱落,导致钢筋暴露在空气和水中,从而引发腐蚀问题。
三、钢筋腐蚀的机理钢筋腐蚀是指钢筋表面与外界环境中的氧气、水和其他化学物质发生反应,导致钢筋表面发生氧化腐蚀的现象。
具体来说,钢筋腐蚀的机理主要包括以下几个方面:1.电化学反应当钢筋表面暴露在水和空气中时,钢筋表面会形成一个氧化层,这个氧化层会在钢筋表面形成一定的电位。
同时,混凝土中的水和电解质会形成电解质溶液,这个溶液中含有一定的离子,如Na+、Cl-、OH-等。
当钢筋暴露在这个溶液中时,钢筋表面的氧化层就会与电解质溶液中的离子发生反应,从而形成一个电化学反应的体系。
2.阳极反应在钢筋表面与电解质溶液发生电化学反应的过程中,钢筋表面的氧化层中的Fe2O3和Fe3O4等物质会被还原成Fe2+和Fe3+离子,从而形成钢筋表面的阳极反应。
这个反应会释放电子和氢离子,同时在钢筋表面形成一定的电位差。
3.阴极反应钢筋表面的阳极反应会产生一定的电位差,这个电位差会促使电解质溶液中的氧分子和水分子在钢筋表面还原成氢气和氢离子,这个过程就是钢筋表面的阴极反应。
由于氢离子的浓度较高,钢筋表面的pH 值会下降,从而加速钢筋的腐蚀过程。
4.腐蚀产物的生成随着钢筋的腐蚀不断加剧,钢筋表面就会不断产生一些腐蚀产物,如Fe(OH)2、FeCO3等。
混凝土锈蚀原理一、引言混凝土是一种常用的建筑材料,但是在使用过程中会出现混凝土锈蚀的问题,影响使用寿命和安全性。
因此,研究混凝土锈蚀的原理对于提高混凝土的耐久性和安全性具有重要的意义。
二、混凝土的组成和结构混凝土是由水泥、砂、石料和水等材料混合而成的一种人造石材。
混凝土的组成决定了其结构特征,混凝土的结构由水泥石、孔隙和骨架组成。
其中,水泥石是混凝土的胶凝材料,孔隙是混凝土中的空隙,骨架是混凝土中的砂、石骨料。
三、混凝土锈蚀的机理混凝土锈蚀是指混凝土中的钢筋在潮湿环境中与氧气和水反应产生氧化物,导致钢筋锈蚀,并最终导致混凝土结构的破坏。
混凝土锈蚀的机理主要有以下几个方面:1. 钢筋腐蚀机理钢筋在混凝土中的主要作用是增加混凝土的强度和刚度,但是钢筋本身容易受到环境的影响,特别是在潮湿的环境中容易发生腐蚀。
钢筋腐蚀的机理主要是钢筋表面的氧化物在潮湿环境中与水反应生成氢氧化物,进一步加速钢筋的腐蚀。
2. 混凝土碳化机理混凝土中的水泥石是混凝土的胶凝材料,水泥石中含有大量的氢氧化钙,氢氧化钙在潮湿环境中容易与二氧化碳发生反应生成碳酸钙,这个过程称为混凝土碳化。
混凝土碳化会导致混凝土中的钢筋失去保护层,从而加速钢筋的腐蚀。
3. 混凝土氯离子侵蚀机理混凝土中的氯离子是混凝土中的一种常见的离子,氯离子容易穿透混凝土中的孔隙和微裂缝,进入混凝土中的钢筋表面,从而加速钢筋的腐蚀。
4. 混凝土硫酸盐侵蚀机理混凝土中的硫酸盐是混凝土中的一种常见的离子,硫酸盐容易与钙离子发生反应生成石膏,石膏具有膨胀性,会导致混凝土的开裂和破坏。
四、混凝土锈蚀的影响因素混凝土锈蚀的影响因素主要包括以下几个方面:1. 环境条件混凝土锈蚀的发生与环境条件密切相关,特别是温度、湿度、氧气和二氧化碳等因素。
高温、高湿度、高氧气和高二氧化碳环境会加速钢筋的腐蚀,导致混凝土的锈蚀加速。
2. 混凝土质量混凝土的质量是影响混凝土锈蚀的重要因素之一,混凝土的密实性和强度会影响混凝土中钢筋的保护层和混凝土的抗渗性,从而影响混凝土的耐久性和抗锈蚀性。
湿热环境下钢筋混凝土柱的化学腐蚀破坏机理分析随着经济的发展和人们对建筑质量的要求不断提高,钢筋混凝土是现代建筑中广泛使用的结构材料之一,但由于柱子在实际使用过程中,长期受到各种环境因素的侵蚀,其强度和抗震性能逐渐下降,对建筑的安全性产生威胁。
特别是湿热环境下,钢筋混凝土柱的化学腐蚀破坏比较严重。
因此,本文将从化学腐蚀的机理入手,探讨湿热环境下钢筋混凝土柱的化学腐蚀破坏机理。
1. 湿热环境对钢筋混凝土柱的影响湿热环境会通过酸碱反应、氧化还原反应等化学作用与钢筋混凝土柱进行化学反应,导致柱体内产生化学物质的沉淀和钢筋表面出现锈迹,从而转化为化学腐蚀,导致钢筋混凝土柱的性能下降、结构破坏。
2. 化学腐蚀机理2.1 钢筋的腐蚀钢筋的腐蚀主要是由于钢表面的氧化物与化学物质反应,形成一层覆盖在钢表面的氧化物层,使得钢表面的铁原子被氧元素替代,而失去电子,并产生一些离子。
这些离子与空气、水反应,使得钢表面的氧化层变厚,出现腐蚀状况。
2.2 混凝土的腐蚀混凝土的腐蚀是由于混凝土中的水分和二氧化碳、氧气反应,将混凝土中的碱性物质中和,导致其PH值下降。
随着PH值的降低,混凝土中的铝酸盐、硅酸盐等物质便会与空气中的盐酸等进一步发生反应,产生化学物质,形成新的石质产物,这些产物在柱体中聚集会导致柱子的膨胀,从而引起钢筋表面的腐蚀。
3. 湿热环境下防止钢筋混凝土柱的化学腐蚀3.1 措施一:加固柱体结构对于已经受损的钢筋混凝土柱采取加固措施。
一般采用红外线光谱法等检测技术,选用高强度、耐腐蚀、耐磨损的复合材料加固柱体,这样既可以加强柱体的承载能力,又能够防止柱体结构进一步损坏。
3.2 措施二:改善热湿环境由于热和湿是化学腐蚀的两个主要因素,因此改善热湿环境能够有效地防止钢筋混凝土柱的化学腐蚀。
比如,在设计房间时可以采用保温隔热材料,避免房间在高温、高湿的情况下出现凝结现象,减少房间内空气中的二氧化碳与混凝土反应的机会,从而防止柱子的化学腐蚀。
【钢筋被混凝土腐蚀的原因和预防】【范本一】正文:1. 引言:钢筋被混凝土腐蚀是结构工程中常见的问题,本文将详细讨论钢筋被混凝土腐蚀的原因和预防方法。
2. 钢筋被混凝土腐蚀的原因:2.1 电化学腐蚀机理:介绍钢筋腐蚀的电化学过程和机理。
2.2 渗透性:混凝土的渗透性是钢筋腐蚀的主要原因之一,详细介绍了影响渗透性的因素。
2.3 水质和环境因素:水质中的溶解氧、盐分、硫酸盐等物质以及环境中的二氧化硫、氯离子等物质也会促进钢筋腐蚀,分析了这些因素的作用及影响。
2.4 施工质量:混凝土施工质量直接影响钢筋腐蚀的程度,详细讨论了施工过程中可能存在的问题。
3. 钢筋被混凝土腐蚀的预防方法:3.1 选用合适的钢筋:介绍了常见的防腐钢筋及其适用范围。
3.2 表面处理:包括防锈涂料、防锈剂等方法,详细讨论了表面处理的步骤和注意事项。
3.3 混凝土配比设计:合理的混凝土配比可以有效降低钢筋腐蚀的风险。
3.4 缺口处理:缺口是混凝土结构中常见的缺陷,介绍了缺口处理的方法和技巧。
3.5 防护措施:包括防潮、防水、防火等措施,详细讨论了这些措施的实施方法和效果。
4. 本文档涉及附件:4.1 实验数据:附上了一些具体的实验结果和数据,以支持文中的论述。
4.2 图表:附上了一些相关的图表,以便读者更清楚地了解钢筋被混凝土腐蚀的过程和影响因素。
5. 法律名词及注释:5.1 混凝土工程质量检验规程:指定了混凝土工程质量检验的要求和方法。
5.2 钢筋混凝土结构设计规范:规定了钢筋混凝土结构的设计原则和计算方法。
5.3 建筑材料试验方法标准:规定了建筑材料试验方法的标准化要求。
6. 结束语:本文详细介绍了钢筋被混凝土腐蚀的原因和预防方法,希望对相关领域的专业人士有所。
【附】本文档涉及附件:附件一:实验数据(文件名:experiment_data.doc)附件二:图表(文件名:charts.ppt)【附】法律名词及注释:混凝土工程质量检验规程:国家标准GB/T 50082-2009,规定了混凝土工程质量检验的要求和方法。
钢筋混凝土结构中钢筋受腐蚀的原因及解决管理学家2014.02547钢筋混凝土技术自诞生以来,就因其操作简单、结构稳定、抗压性强的优点而备受关注。
但由于各方面原因,以往很多建筑在钢筋的防腐蚀方面没有足够的重视,使得钢筋在不同程度上受到了腐蚀,严重影响结构性能。
随着人们对建筑要求的不断提高,提高钢筋防腐蚀能力,成为建筑研究的重点。
一、钢筋混凝土腐蚀原因一般来说,钢筋混凝土的结构是比较稳定的,其中的水分存在形式主要是氢氧化钙的溶液,并有部分氢氧化钠和氢氧化钾,它们都是强碱性的,在这样的环境下,钢筋表面会形成一层钝化膜,可以有效防止钢筋被腐蚀。
所以,对于施工质量较好的混凝土,不论在什么样的外界环境下,都是不容易被腐蚀的。
造成钢筋被腐蚀主要有两种情况,一种是混凝土的质量不合格,容易被风化,使钢筋失去保护而被告腐蚀。
另一是在混凝土完好的情况下,一些活性离子进入混凝土内部,破坏了钢筋的钝化膜,使钢筋被腐蚀。
二、钢筋混凝土的腐蚀机理在富含硫酸钠、氯化钠和硫酸镁的环境里,其会与混凝土中的氢氧化钙发生反应,生成溶解性较好的氯化钙和硫酸钙,还有硅酸镁化合物,这些物质都容易被水侵蚀,使得混凝土的结构稳定性下降,从而会使钢筋受到腐蚀。
混凝土在和水发生化学反应时,水泥中氯化钙会形成氢氧化钙,使得混凝土呈碱性,从而形成氢氧化铁的保护膜。
当氯离子进入混凝土结构后,会使其的PH 值逐渐下降,当达到酸性时,就会破坏钢筋外的钝化膜。
氯离子还会使混凝土的导电性提高,这样就会钢筋的外露部分和内部完好部分形成电位差,使腐蚀范围扩大,从而加快腐蚀速度。
三、钢筋腐蚀的防护措施现在的钢筋防护措施有很多,但最用的有以下四种:1.提高混凝土的强度,防止因其损坏而造成的钢筋腐蚀。
2.在钢筋表面加上防护层,防止化学反应发生。
3.对混凝土的表面进行防护层的涂抹,以保护整体混凝土结构来防止钢筋受腐蚀。
4.从钢筋的内部构成出发,提高钢筋自身防腐蚀能力。
在这四种防护措施中,最容易实行且成本低、效果好的是第一种。
混凝土腐蚀机理及防腐措施一、前言混凝土作为一种普遍应用于建筑工程中的材料,其耐久性一直是人们关注的焦点。
然而,由于混凝土腐蚀问题的存在,混凝土结构的寿命受到了很大的制约,因此防止混凝土腐蚀成为了建筑工程设计和施工中的重要问题。
本文将从混凝土腐蚀机理入手,介绍混凝土腐蚀的成因和发展过程,并阐述目前防腐措施的研究和应用情况。
二、混凝土腐蚀机理1.混凝土腐蚀的定义混凝土腐蚀是指混凝土中的金属钢筋或钢材在水、氧气和二氧化碳等条件下发生化学反应而遭受破坏的过程。
混凝土腐蚀的发生会导致钢筋的腐蚀和混凝土的开裂,从而降低混凝土结构的承载力和使用寿命。
2.混凝土腐蚀的成因混凝土腐蚀的成因主要包括以下几个方面:(1)碳化作用。
混凝土中的碳酸盐会与大气中的二氧化碳反应,产生碳酸,使混凝土中的pH值降低。
当pH值降至9以下时,钢筋表面的保护层会被破坏,钢筋开始腐蚀。
(2)氯离子侵入。
氯离子是混凝土中的一种常见的腐蚀因素,它可以通过混凝土中的孔隙和微裂缝进入混凝土内部,当氯离子的浓度达到一定的程度时,就会导致钢筋腐蚀。
(3)水化反应。
混凝土中的水化反应会产生氢离子,当氢离子的浓度达到一定的程度时,就会使钢筋表面的保护层被破坏,从而导致钢筋腐蚀。
(4)钢筋表面的损伤。
钢筋在运输、安装和施工过程中容易受到损伤,这些损伤会导致钢筋表面的保护层被破坏,从而加速钢筋的腐蚀。
3.混凝土腐蚀的发展过程混凝土腐蚀的发展过程可以分为三个阶段:腐蚀前期、腐蚀中期和腐蚀后期。
(1)腐蚀前期。
在这个阶段,钢筋表面的保护层被破坏,但钢筋表面还未出现明显的腐蚀痕迹。
(2)腐蚀中期。
在这个阶段,钢筋表面开始出现明显的锈迹和腐蚀痕迹,混凝土中的裂缝也开始出现。
(3)腐蚀后期。
在这个阶段,钢筋表面已经被完全腐蚀,混凝土结构的承载力已经大大降低,甚至达到失效的程度。
三、混凝土腐蚀的防腐措施1.加强混凝土的密实性混凝土的密实性是指混凝土中孔隙的数量和大小,孔隙越少越小,混凝土的密实性就越好。
混凝土中的钢筋腐蚀原理解析混凝土是一种常用的建筑材料,其优点包括强度高、耐久性好、施工方便等。
然而,随着时间的推移,混凝土中的钢筋会逐渐发生腐蚀,导致结构损坏,给人们的生命财产安全带来威胁。
因此,对混凝土中钢筋腐蚀的原理进行深入解析,对于控制和预防混凝土结构的腐蚀具有重要意义。
一、钢筋腐蚀的概念钢筋腐蚀是指钢筋表面由于与外界环境中的水、氧气、二氧化碳等发生反应而失去金属表面的一种现象。
腐蚀有时是物理因素如机械磨损、热膨胀等引起的,但大多数情况下是由于电化学反应引起的。
特别是钢筋在混凝土中的腐蚀,是由于混凝土中的含盐水、氯离子等导致的。
二、钢筋腐蚀的机理钢筋腐蚀是一个复杂的过程,涉及到多种因素和反应。
主要机理包括电化学反应和物理化学反应。
1. 电化学反应电化学反应是钢筋腐蚀的主要机理。
钢筋与混凝土中的水和氧气发生反应,形成电池。
钢筋表面的金属离子从阳极处释放,通过电解质(即混凝土)传输到阴极处,在那里与水和氧气发生还原反应,生成氢气和氢氧化物离子。
这个过程会导致钢筋的体积减小,从而导致钢筋的强度降低,损坏混凝土结构。
此外,混凝土中的氯离子也会加速钢筋的腐蚀。
氯离子可以通过外界环境进入混凝土中,也可以通过混凝土中的水分和氧气发生反应产生。
氯离子可以形成氯离子化合物,并且可以催化钢筋表面的电化学反应,使钢筋表面的腐蚀速度加快。
2. 物理化学反应物理化学反应也是导致钢筋腐蚀的因素之一。
混凝土中的水分和二氧化碳会形成碳酸,碳酸可以与钢筋表面的保护性氧化铁层反应,破坏其保护性能,从而促进钢筋的腐蚀。
此外,混凝土中的硫酸盐也会对钢筋造成损害。
硫酸盐可以与钢筋表面的氧化物反应,形成硫酸化物,从而破坏钢筋表面的保护性层,促进钢筋的腐蚀。
三、影响钢筋腐蚀的因素混凝土中钢筋的腐蚀速度受到多种因素的影响。
主要因素包括:1. 混凝土的质量混凝土的质量是决定钢筋腐蚀速度的重要因素之一。
混凝土的密实程度、水胶比、氯离子含量等都会直接影响钢筋的腐蚀速度。
混凝土中腐蚀机理分析一、引言混凝土是建筑工程中常用的材料之一,但是在使用过程中,由于受到环境因素的影响,混凝土会出现腐蚀现象,这不仅会影响建筑物的使用寿命,还会对人们的生命财产安全造成威胁。
因此,混凝土的腐蚀机理研究具有非常重要的意义。
二、混凝土腐蚀机理分析1.混凝土中的钢筋腐蚀混凝土中的钢筋一旦发生腐蚀,就会影响混凝土的力学性能,导致建筑物的安全性下降。
钢筋腐蚀的主要原因是混凝土中的水分和氧气导致钢筋表面的氧化反应,产生氧化铁,进而使得钢筋表面的保护层受到破坏,从而加速钢筋腐蚀的过程。
2.混凝土中的碱-骨料反应混凝土中的碱-骨料反应是混凝土腐蚀的另一种重要机理。
当混凝土中的碱性物质与骨料中的硅酸盐反应时,会产生一种凝胶状的物质,这种物质会导致混凝土的体积膨胀,从而破坏混凝土的结构,加速混凝土的腐蚀过程。
3.混凝土中的氯离子侵蚀氯离子是混凝土中常见的一种离子,但是当氯离子的含量超过一定的限度时,就会导致混凝土的腐蚀。
氯离子可以破坏混凝土中的保护层,从而加速混凝土中钢筋的腐蚀。
此外,氯离子还会与混凝土中的铝矾土反应,形成一种稳定的化合物,从而破坏混凝土的结构。
4.混凝土中的硫酸盐侵蚀混凝土中的硫酸盐也是一种常见的腐蚀因素。
硫酸盐可以与混凝土中的钙质反应,形成一种硬化物,从而破坏混凝土的结构。
此外,硫酸盐还可以与混凝土中的铝矾土反应,从而导致混凝土的体积膨胀,加速混凝土的腐蚀过程。
三、混凝土腐蚀的防治措施1.控制环境因素由于混凝土的腐蚀主要是由于环境因素引起的,因此控制环境因素是防治混凝土腐蚀的关键。
例如,可以采用防水措施,防止混凝土中的水分和氧气接触;另外,还可以采用耐腐蚀材料来替代钢筋,从而降低混凝土腐蚀的风险。
2.加强混凝土结构的保护层混凝土结构的保护层是防止钢筋腐蚀的关键。
因此,在建造混凝土结构时,应该加强保护层的厚度和质量,确保保护层能够有效地保护钢筋,延长混凝土结构的使用寿命。
3.采用防腐涂料防腐涂料可以有效地防止混凝土腐蚀,因为它可以形成一层保护膜,阻隔混凝土中的水分和氧气,从而延长混凝土结构的使用寿命。
混凝土中钢筋锈蚀机理的电化学检测方法一、绪论混凝土结构中钢筋锈蚀是混凝土结构病害中最常见、最严重的一种,严重危害混凝土结构的安全性能和使用寿命。
因此,对混凝土中钢筋锈蚀机理进行研究,并采用科学合理的方法进行检测,是保障混凝土结构安全使用的重要手段。
本文将针对混凝土中钢筋锈蚀机理的电化学检测方法进行详细介绍。
二、混凝土中钢筋锈蚀机理混凝土中钢筋锈蚀的机理主要包括化学、物理和电化学三个方面。
1.化学因素:混凝土中的氯离子、硫酸盐离子、碳酸盐离子等会侵蚀钢筋表面的保护层,使得钢筋暴露在空气和水分中,从而引起钢筋的锈蚀。
2.物理因素:混凝土中的渗透压、干湿循环等因素会进一步破坏钢筋的保护层,使得钢筋的锈蚀加速。
3.电化学因素:混凝土中存在着钢筋与混凝土之间的电化学反应,即钢筋作为阳极,混凝土作为阴极,从而引起电流的产生,加速钢筋的腐蚀。
三、电化学检测方法的原理电化学检测方法是通过测量混凝土中钢筋与混凝土之间的电位差和电流强度,来判断钢筋的腐蚀程度和混凝土的防护性能的。
电化学检测方法的基本原理包括:电位差法、极化曲线法、交流阻抗法等。
1.电位差法:该方法是通过电极与混凝土表面的接触,测量电极与钢筋之间的电位差,来判断钢筋的腐蚀程度。
当钢筋表面被腐蚀时,电位差会发生变化,通过测量电位差的变化,可以判断钢筋的腐蚀程度。
2.极化曲线法:该方法是通过在混凝土表面放置一个电极,在电位范围内进行电位扫描,得到钢筋的极化曲线,从而判断钢筋的腐蚀程度。
3.交流阻抗法:该方法是通过在混凝土表面放置一个电极,施加一定的交流电压,测量混凝土表面的电流和电势响应,从而判断混凝土中钢筋的腐蚀程度和混凝土的防护性能。
四、电化学检测方法的步骤电化学检测方法的具体步骤如下:1.准备工作:检测前需要先对混凝土表面进行清洁处理,将表面的杂物、灰尘等清除干净。
同时,需要根据实际情况选择合适的电极、电位范围、电流强度等参数。
2.放置电极:将电极放置在混凝土表面,保证电极与混凝土表面紧密贴合,避免空气的干扰。
混凝土中的钢筋腐蚀机理分析一、引言混凝土是建筑中常见的建筑材料之一,其优良的性能使其在建筑中得到广泛应用。
但是,混凝土中的钢筋腐蚀是一个普遍存在的问题。
钢筋腐蚀不仅会使混凝土结构的强度和耐久性降低,而且还会导致结构的失效。
因此,深入了解混凝土中的钢筋腐蚀机理对于保障建筑结构的安全具有重要意义。
二、混凝土中的钢筋腐蚀机理1. 钢筋腐蚀的原因混凝土中的钢筋腐蚀是由于混凝土表面的碱性环境会使钢筋表面生成一层氧化铁,这层氧化铁会对钢筋起到保护作用。
但是,当混凝土中的碳酸盐和氯离子进入到钢筋表面时,它们会破坏钢筋表面的氧化铁层,使得钢筋暴露在外部的环境中,从而促进钢筋的腐蚀。
2. 钢筋腐蚀的过程钢筋腐蚀的过程可以分为两个阶段,即初始阶段和加速阶段。
(1)初始阶段在初始阶段,钢筋表面的氧化铁层被破坏后,氯离子和碳酸盐离子会进入到钢筋表面,形成钢筋表面的氯化物和碳酸盐。
这些物质会进一步破坏钢筋表面的氧化铁层,从而使得钢筋暴露在外部的环境中,促进钢筋的腐蚀。
(2)加速阶段在加速阶段,钢筋表面的腐蚀速度会加快。
这是因为在钢筋表面的腐蚀产物中,主要是产生了三种化合物,即氧化铁、氢氧化铁和氧化铁水合物。
其中,氢氧化铁和氧化铁水合物都是具有吸附性的物质,它们会吸附在钢筋表面,并形成一个较厚的腐蚀产物层。
这个产物层会阻碍混凝土中氯离子和碳酸盐的进一步渗透,从而使得钢筋的腐蚀速度加快。
3. 钢筋腐蚀的影响(1)强度降低钢筋腐蚀会破坏钢筋表面的氧化铁层,从而使得钢筋暴露在外部的环境中,氧化铁层的破坏会使得钢筋表面的面积变小,从而导致混凝土的压缩强度和抗拉强度降低。
(2)耐久性降低钢筋腐蚀会导致混凝土中的氯离子和碳酸盐进一步进入到钢筋表面,从而降低混凝土的耐久性。
此外,钢筋腐蚀还会使得混凝土中的裂缝扩大,从而加速混凝土的老化。
(3)结构失效钢筋腐蚀会导致混凝土结构的强度和耐久性降低,从而使得结构的失效风险增加。
三、混凝土中的钢筋腐蚀防治1. 选择合适的混凝土配合比在混凝土的配合比中,应该考虑到混凝土的抗渗性、抗裂性和耐久性等因素。
钢筋混凝土中钢筋锈蚀的原理及防治措施LT[前言]:混凝土耐久性是指混凝土在设计寿命周期内,在正常维护下,必须保持适合于使用,而不需要进行维修加固,即指混凝土在抵抗周围环境中各种物理和化学作用下,仍能保持原有性能的能力。
工程安全性与耐久性对我国当前土建工程建设具有重要探讨意义,建设部近年所作的一项调查表明,国内大多数钢筋混凝土建筑物在使用25~30年后即需大修,处于严酷环境下的钢筋混凝土建筑物使用寿命仅15~20年。
有一部分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。
从可持续发展的要求出发,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结构物拆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发展战略的关键。
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,技术方面的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、混凝土碱集料反应等。
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,主要包括四个方面: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,从而降低了结构的受力性能和耐久性能,严重的甚至影响结构的安全性能。
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,钢筋表面迅速形成一层氧化铁 (γ-Fe2O3) 钝化膜,膜厚约200~600nm。
混凝土腐蚀机理:
1.物理作用
(1)侵蚀作用当环境中的侵蚀性介质(如地下软水, 河流、湖泊中的流水)长期与混凝土(如地下水位以下的基础结构、河流中的桥墩等)接触时, 将会使混凝土中的可溶性成分(如Ca(OH)2 )溶解.在无压力水的环境下, 基础周围的水容易被溶出的Ca(OH)2 饱和, 使溶解作用终止.侵蚀作用仅仅发生在混凝土表面, 影响不大.但在流水或压力水作用下, Ca(OH)2 会不断溶解、流失, 使混凝土强度减小,pH值降低, 孔隙率增大, 腐蚀性介质更容易进入混凝土内部, 如此循环, 导致混凝土结构破坏。
(2)结晶作用混凝土是一种非常典型的孔隙材料.环境中的某些盐类侵入到混凝土的毛细孔道中, 在湿度较大时会溶解, 但在湿度较低或低温环境下会吸水结晶.随着孔隙中晶体的不断析出、积累,毛细孔中的晶体体积将不断膨胀, 对混凝土孔壁造成极大的结晶压力, 从而引起混凝土的膨胀开裂。
2.化学腐蚀
(1)分解类腐蚀混凝土中的有效成分与某些腐蚀性介质发生复分解反应, 生成了新的物质.这些新物质对混凝土的破坏主要有2种情况:①生成的物质改变了混凝土原有化学组分及组织结构, 对混凝土的化学性能和物理力学性能产生不良影响.如镁盐对混凝土的腐蚀会使水泥石的粘结力减弱, 导致混凝土的强度降低.②生成的新物质易溶于水, 导致混凝土中的有效成分不断分解、流失。
(2)分解结晶复合类腐蚀混凝土中的Ca(OH)2 与腐蚀性介质发生反应, 生成某些新的钙盐, 这些钙盐在混凝土的毛细孔中可结合大量的水而形成体积较大的晶体, 造成水泥石胀裂破坏.如环境中的硫酸盐与混凝土中的有效成分反应生成的高硫型水化硫铝酸钙含有大量结晶水, 其体积比原有体积增加1.5倍以上, 在混凝土内将会引起很大的内应力。
3.微生物腐蚀
①生物力学作用.生长在基础设施周围的植物的根茎会钻入混凝土的孔隙中, 破坏其密实度.
②类似于混凝土的化学腐蚀.典型的是硫化细菌在它的生命过程中, 能把环境中的硫元素转化成硫酸
钢筋腐蚀机理:
(1)混凝土顺筋开裂混凝土结构在服役过程中,环境中的有害介质侵入到混凝土内部,破坏钢筋表面的钝化膜,引发钢筋锈蚀和铁锈膨胀,锈蚀产物的体积是原有体积的2 ~ 4 倍,其体积膨胀行为受到周围混凝土的限制,在钢筋/混凝土界面上产生压力,即钢筋锈胀力。
随着钢筋锈蚀量的增加,逐渐增大的钢筋锈胀力将导致混凝土保护层受拉而开裂。
锈胀裂缝首先在钢筋周边的混凝土内界面产生,由内而外逐渐扩展; 当锈胀裂缝贯通混凝土保护层时,环境中的有害介质经锈胀裂缝直接侵入混凝土内部,接触到钢筋,钢筋锈蚀速度大大加快,进一步加剧混凝土锈胀裂缝的扩展,甚至导致混凝土保护层剥落,严重影响混凝土结构的耐久性。
(2)钢筋与混凝土的粘结力下降随着钢筋锈蚀反应的发生, 钢筋与混凝土之间的粘结力将发生很大变化。
在钢筋锈蚀初期(混凝土表面没有产生顺筋裂缝), 钢筋与混凝土间的粘结力会随着锈蚀量的增加而有所提高, 但当钢筋锈蚀到一定程度时(混凝土表面产生顺筋裂缝), 粘结力将随锈蚀产物的增加而明显下降,
甚至丧失, 导致钢筋与混凝土不能协同工作.在荷载作用下, 构件滑移增大, 变形显著, 严重时会使结构(构件)发生局部或整体失效。
(3)钢筋有效面积减小钢筋在锈蚀过程中, 其表面形成的锈蚀产物呈膨松状, 承载力几乎丧失, 使钢筋能够承受荷载的有效面积减小, 实际承载力下降。
纤维的作用
掺入纤维后,混凝土的力学强度较基准混凝土有明显的提高,最大增幅达到20%。
纤维的掺入使混凝土由脆性破坏转变为具有一定塑形的破坏形态。
相对基准混凝土,纤维混凝土出现第一人裂缝的时间明显延迟,且最大裂缝宽度减小。
混凝土裂缝总面积显著降低,钢纤维混凝土的裂缝降低系数最高达到91%,玄武岩纤维最高达到98%。
复掺两种纤维时,最大裂缝宽度仅为0.1mm,阻裂效能达到一级,其裂缝降低系数较单掺一种纤维时略有降低。
因此,掺入纤维能有效抑制混凝土的早期塑性开裂。
钢纤维混凝土:
钢纤维保护的主要机制:一方面阻碍了混凝土内部微裂缝的扩展,另一方面阻滞了宏观裂缝的发生和发展,从而显著地改善了混凝土的抗拉、抗弯、抗冲击、抗爆抗侵彻及抗疲劳性能,具有较高的断裂韧性和整体强度。
腐蚀机理:水泥熟料颗粒水化时,将形成大量的氢氧化钙,对钢纤维有保护作用。
在侵蚀性介质影响下,水泥中所含有的Na2O、K2O 水化转变为NaOH、KOH,这样在水泥水化初期,其液相pH值为12 ~13,钢纤维在这种高碱性环境下,表面形成一层不溶解的氧化膜,这种氧化膜只要不被破坏,就能保护钢纤维。
然而,在一定条件下,空气中二氧化碳渗透到混凝土内,与其碱性物质发生化学反应后生成碳酸盐和水,使混凝土碱度降低发生碳化。
碳化后会使钢纤维表面沉积的Fe( OH)2钝化失效。
Fe( OH)2还与O2以及溶于水的CO2所生成的H + 作用生成铁锈Fe( OH)3。
还有一种情况是当钢纤维周围氯化物浓度达到某个临界值时,氯离子容易渗入钝化膜,与Fe2 + 结合成铁与氯化物的复合物,即绿锈; 这种绿锈又能渗出钝化膜,遇到氯浓度较高的介质时又会分解为Fe( OH)3,即铁锈。
当Fe( OH)3脱水后,变成疏松、多孔的红锈( Fe2O3) ,一部分氧化不完全的变成Fe3O4(黑锈)从而,在钢纤维表面形成锈层。
钢纤维一旦发生锈蚀,在钢纤维表面生成一层疏松的锈蚀产物,同时向周围混凝土孔隙中扩散。
锈蚀产物体积比未腐蚀钢纤维的体积要大得多。
锈蚀产物的体积膨胀使钢纤维外围混凝土产生环向拉应力,当环向拉应力达到混凝土的抗拉强度时,在钢纤维与混凝土界面处将出现内部径向裂缝,随着钢纤维锈蚀的进一步加剧、钢纤维锈蚀量的增加,径向内裂缝向混凝土表面发展,直到混凝土保护层开裂产生顺筋方向的锈胀裂缝,甚至保护层剥落,严重影响钢纤维混凝士结构的正常使用
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