混凝土结构的腐蚀机理及预防措施(2021新版)
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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。
混凝土结构中的腐蚀防护技术规程一、引言混凝土结构是现代建筑中最常见的材料之一,但它们仍然容易受到外部环境的影响,例如气候变化、盐分和化学物质等。
这些因素会导致混凝土结构的腐蚀,进而使其强度下降和寿命缩短。
因此,腐蚀防护技术规程是必要的,以确保混凝土结构的长期可靠性和安全性。
二、腐蚀机理混凝土结构的腐蚀主要是由于以下原因:1. 氧气和水:氧气和水是混凝土结构中最常见的腐蚀因素,它们会使金属材料氧化和腐蚀。
2. 碳化:碳化是指二氧化碳渗透混凝土表面,并与钙化合物反应,形成碳酸盐,这会导致混凝土结构的碱性下降和钢筋锈蚀。
3. 氯盐:氯盐是混凝土结构中最常见的盐类化学物质之一,它们会导致钢筋腐蚀和混凝土结构的开裂。
4. 硫酸盐:硫酸盐会导致混凝土结构的钙化合物溶解,并使钢筋腐蚀。
三、腐蚀防护技术为了防止混凝土结构的腐蚀,以下是一些常见的腐蚀防护技术:1. 表面涂层:表面涂层是最常见的腐蚀防护技术之一,它可以防止氧气和水对混凝土结构的腐蚀。
常用的涂层材料包括聚合物、环氧树脂和聚氨酯等。
2. 阳极保护:阳极保护是通过在混凝土结构中加入一些电极材料,例如铝和锌等,来保护钢筋免受腐蚀的影响。
3. 化学添加剂:化学添加剂是通过在混凝土结构中添加一些化学物质,例如硅酸盐和硝酸盐等,来增强混凝土的耐腐蚀性。
4. 防水膜:防水膜是一种可以防止水分渗透混凝土结构的膜材料,它可以有效地保护混凝土结构免受水分的腐蚀影响。
5. 防水层:防水层是一种可以在混凝土结构表面形成防水层的材料,例如聚合物和沥青等。
它可以有效地防止氧气和水对混凝土结构的腐蚀。
四、腐蚀防护技术规程为了确保混凝土结构的长期可靠性和安全性,以下是一些腐蚀防护技术规程:1. 混凝土结构的设计应考虑到腐蚀防护的要求,并采取相应的措施来保护混凝土结构免受腐蚀的影响。
2. 在混凝土结构中使用符合规范的钢筋和混凝土材料,以确保混凝土结构的质量。
3. 采用符合规范的腐蚀防护技术,例如表面涂层、阳极保护和化学添加剂等。
海工混凝土结构的腐蚀机理与防腐措施发布时间:2022-01-17T03:45:57.275Z 来源:《中国建设信息化》2021年10月第19期作者:蔡海信[导读] 由于受到海水以及潮湿自然环境的影响和干扰,海工混凝土结构时常会出现腐蚀性破坏问题蔡海信中交二公局东萌工程有限公司陕西省西安市 710000摘要:由于受到海水以及潮湿自然环境的影响和干扰,海工混凝土结构时常会出现腐蚀性破坏问题,在此过程当中海水当中的氯离子会侵蚀到混凝土钢筋表面,致使混凝土钢筋表面的钝化防护膜失去应有作用,在腐蚀过程当中会产生极为复杂的电化学腐蚀状况,而遭到腐蚀的海工混凝土结构都会失去原有的刚度和韧性,其使用寿命严重降低。
为了有效规避海水以及潮湿空气对海工混凝土结构带来的腐蚀作用,本文全面探究了海工混凝土结构的腐蚀机理,并提出了几项合理有效的防腐措施,以期为广大海工混凝土结构防护人员提供参考和借鉴。
关键词:海工混凝土结构;腐蚀机理;防腐措施;引言:开展海洋事业是推动我国社会主义经济持续发展的主要动力之一,所以我国海工工程项目的建设速度也在不断加快。
现代化海空工程项目通常会运用钢筋混凝土结构进行建设工作,将其作为主要的构筑材料结构。
而我国海洋面积极为庞大,海工事业的建设规模也在不断扩大,各大海港工程在实际建设期间,其结构建设的稳定性和安全性受到了广大行业内部人员的强烈关注。
以往已经正式投入运行的海工工程项目,已经被海水严重腐蚀。
因此,在未来的海工工程项目建设期间,必须要交钢筋混凝土结构防腐工作作为重点内容进行关注,避免腐蚀问题对设施的安全性造成侵扰和威胁。
1 海工混凝土结构的腐蚀机理1.1 混凝土腐蚀破坏及腐蚀现状分析在海工工程项目长期运行的过程当中,其结构外部的混凝土钢筋材料会在环境的作用下发生物理反应和化学反应,对其材料表面产生极大的腐蚀,使其耐久性以及力学性都会出现严重的下降。
而在混凝土被腐蚀破坏的过程当中,其内部钢筋也会逐渐暴露在空气当中,当钢筋的锈胀力过大时就会出现开裂问题,一旦钢筋材料开裂就会严重威胁到海工工程的稳定性和安全性。
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。
混凝土结构的腐蚀机理及预防措施建筑(ARCHITECTURE),巨大的工艺品。
它组成我们赖以生存的不可缺少的空间,建筑也以其优美造型给我们带来愉悦。
随着社会的不断进步,随着对环境资源的重视,人们对建筑质量有更高的要求,也越来越重视建筑工程中的腐蚀现象。
由于多种因素,在建筑工程中,腐蚀无所不在。
腐蚀给国民经济带来巨大的损失,腐蚀给我们生存的建筑空间带来不确定的安全隐患。
所谓腐蚀,是材料与其环境间的物理化学作用引起材料本身性质的变化。
腐蚀反应的场所,首先是材料和腐蚀性介质之间相界面处。
在一个腐蚀系统中,对材料行为起决定作用的是化学成分、结构和表面状态。
腐蚀过程中如伴有机械应力的作用,将加速腐蚀而出现一系列特殊的腐蚀现象。
但单纯的机械负荷(如拉应力、摩擦、磨损、疲劳等)造成的材料损伤,则不属于腐蚀范畴。
由于电力工程的特点,电力工程建设中存在着大量的腐蚀行为。
如何通过设计选材适当、保证施工质量,减轻腐蚀给电力工程带来的负面影响,应成为电力工程技术人员探索的课题。
对电力土建专业来说,确保建筑物的耐久性,尤其是保证混凝土结构的耐久性,防止或减少混凝土结构中腐蚀出现,应该成为我们探索的目标。
一、影响混凝土结构的腐蚀性介质为了确定建筑物不同部位的防护措施,将腐蚀性介质按其形态并结合不同的作用部位分为5种:气态介质、腐蚀性水、酸碱盐溶液、固态介质和污染土。
各种介质对不同材料的腐蚀程度,可按介质类别、环境相对湿度和作用条件等因素分为强腐蚀性、中等腐蚀性、弱腐蚀性和无腐蚀性共四个等级。
1.气态介质包括腐蚀性气体和以液体为分散相的气溶胶(酸雾、碱雾等),其作用的部位主要是室内外上部建筑结构的构配件。
2.腐蚀性水系指在工业生产过程中受到各种介质污染的工业水(生产水和废水)或地下水,介质在腐蚀性水中的含量较低。
腐蚀性水作用的部位主要是地基、基础、污水池、地面和墙面等。
3.酸碱盐溶液:含有不同浓度介质的酸碱盐液体(包括完全潮解或溶解的腐蚀性固体),其作用的部位主要是地面、水沟、墙面、设备基础的地上部位、储槽和污水池等。
关于地下水对混凝土结构的腐蚀性及其预防措施浅谈摘要:随着社会和经济的发展,建筑施工数量逐渐增多,其中混凝土结构在土木建筑施工中应用广泛,各种类型的工程结构都能够使用钢筋混凝土建造。
其中,混凝土结构的强度会直接影响到建筑的使用寿命和安全性,因此为了维持建筑正常使用的年限必须要重视混凝土的质量和强度。
本篇主要探讨的是地下水对混凝土结构的腐蚀性以及预防措施,从而进一步提升混凝土结构的强度,保持各类建筑的可靠性和安全性。
本篇将从评价地下水腐蚀混凝土的主要内容出发,进而分析地下水腐蚀混凝土结构的影响因素,同时分析混凝土钢筋生锈腐蚀的特征,最终分析预防地下水腐蚀混凝土结构的有效措施。
关键词:地下水;混凝土结构;腐蚀性;预防措施;一、评价地下水腐蚀混凝土结构的关键内容解析1.1分解性腐蚀分析地下水对混凝土结构的分解性腐蚀是指地下水的PH值在4-5之间的酸性水对混凝土中的碳酸钙和氢氧化钙产生溶解或者溶滤现象,从而使得混凝土结构遭到分解和破坏,影响混凝土结构的强度和质量。
地下水中含有较多的氢离子后会对混凝土产生溶解和侵蚀的现象,并且当地下水中二氧化碳的侵蚀性过高时也会加强地下水的腐蚀溶解能力。
1.2结晶性腐蚀分析地下水中含有过量的硫酸根会对混凝土产生结晶性的腐蚀作用。
混凝土的主要材料是水泥,水泥会与硫酸根产生水化反应,从而出现具有膨胀性质的结晶物,使得混凝土的结构遭到破坏,出现膨胀碎裂,直接影响建筑的使用质量和安全。
比如,硫酸根会与水泥反应形成石膏,进而增大混凝土本身的体积。
因此建筑在施工的过程中会选择不与硫酸根产生反应的水泥材料,从而有效避免硫酸根对混凝土结构的破坏。
1.3分解结晶复合性腐蚀分析地下水中阳离子含量过大会对混凝土造成复合性的腐蚀破坏作用,其中氯化镁会与混凝土结晶反应中生成的氢氧化钙产生反应,从而破坏混凝土结构的稳定性。
而与混凝土产生分解结晶复合性腐蚀反应的地下水一般是工业生产废水或者与工业废水接触而遭到污染的地下水。
路桥施工中混凝土结构的腐蚀机理及预防策略摘要:近年来道路桥梁的事故不断出现,道路桥梁的质量越来越引发人们的关注,腐蚀的情况出现对于建设工程质量产生严重影响,严重者甚至会造成人们生命财产出现损失发生。
对于腐蚀这种现象产生的主要原因便是物质发生化学反应,分子内部结构出现变化生成另一种物质。
对于道路桥梁质量发生的过程中,对于社会快速进步发展产生严重影响,属于社会发展中的一项重点问题。
关键词:路桥施工;混凝土结构;腐蚀机理;预防1钢筋锈蚀对混凝土结构性能的影响机理钢筋发生锈蚀后,导致钢筋混凝土构件性能下降的原因主要有以下两方面:a.锈蚀对钢筋屈服强度的影响。
钢筋锈蚀从点蚀开始,后期逐渐演变成坑蚀,然后逐步蔓延开来,最终将形成全面锈蚀。
锈蚀后,钢筋体积会膨胀,混凝土内部将逐渐沿着主筋,逐渐形成裂缝,一旦形成裂缝,将造成钢筋锈蚀进一步加快,情况严重时,甚至会造成保护层剥落,最终导致构件有效横截面面积不足,承载力降低。
b.锈蚀对粘结性能的影响。
粘结性能主要表现为钢筋与混凝土之间的化学胶着力、相互间的摩擦力以及机械咬合力三大部分。
良好的粘结性能是这两种不同材料能否很好地共同作用的基本前提。
发生锈蚀后,在钢筋表面将形成一层铁锈层,其存在使得钢筋混凝土结构内部的粘结性能大幅降低。
并且钢筋发生锈蚀后体积会膨胀,铁锈的体积约为钢筋的2~4倍,并且它与混凝土相互作用,从而导致粘结性能降低,并最终造成构件承载力减小。
2腐蚀机理混凝土碳化是指混凝土化学腐蚀,大气中的二氧化碳进入混凝土中,与混凝土的碱性物质发生化学反应,继而生成碳酸盐与水,导致混凝土碱度明显降低,此过程即碳化,还可称之为中性化。
水泥水化时会生成氢氧化钙,致使混凝土空隙中被氢氧化钙填满,碱性介质的存在会对钢筋起到一定保护作用,在钢筋表面生成铁氧化物,即钝化膜。
混凝土一旦碳化将失去保护功能,导致钢筋生锈。
由此可以看出,碳化虽能提高混凝土的耐久性,但对钢筋而言,由于混凝土碱度降低会使混凝土中氢离子数量增多,使混凝土具有的保护功能明显减弱。
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。
路桥施工中混凝土结构的腐蚀机理及预防策略发布时间:2023-02-28T02:58:34.081Z 来源:《工程建设标准化》2022年10月第19期作者:朱涛[导读] 在深圳盐田地区,随着城市化进程的加快推进,越来越多的路桥工程不断施工建设朱涛深圳市粤通建设工程有限公司 515083摘要:在深圳盐田地区,随着城市化进程的加快推进,越来越多的路桥工程不断施工建设,在路桥工程的具体施工过程中需要高度关注混凝土结构的腐蚀问题和机理,然后在具备预防意识的基础之上落实相对应的预防管控策略,进而确保路桥施工质量得到显著提升。
基于此,本文重点探讨混凝土结构的腐蚀机理以及预防策略等相关内容,希望可以为路桥施工顺利推进提供一定参考。
关键词:路桥施工;混凝土结构;腐蚀机理;预防策略引言在路桥施工过程中,必然要应用多种类型的混凝土结构,然而因为各类因素的影响,极有可能导致混凝土结构本身出现不同程度的腐蚀问题,而这样的腐蚀情况对于整体工程的施工质量和运行安全会造成十分严重的影响。
因此需要充分明确相对应的腐蚀机理,并做好预防管控和切实处理,这样才能确保混凝土结构更安全可靠,为路桥施工质量提升提供必要条件。
1路桥施工中混凝土结构的腐蚀机理分析1.1钢筋混凝土结构腐蚀机理在路桥工程的具体施工过程中,有效应用钢筋混凝土结构,这是必然要求。
在应用钢筋混凝土结构过程中有比较常见腐蚀问题,这是一种十分典型的病害类型,因为钢筋混凝土结构作为关键性施工材料,具有十分显著的可伸展性和坚韧性等相关特点,因此在整体工程的施工建设过程中,其作用十分显著,可以更有效地进行构件的承重,钢筋也是比较典型的金属结构,如果在针对钢筋混凝土结构进行管理的时候并没有确立系统完善的管理机制,或者管理过程中存在管理不当等情况,极有可能导致锈蚀等相关问题。
在外界或者内部因素的影响之下,极有可能出现钢筋特性方面的危害,在后续的运维管理和养护方面存在不同程度的问题或者养护机制没有得到切实落实,也会导致钢筋混凝土产生裂缝等相关情况,从而使钢筋在空气中暴露受到比较严重的氧化,从而使其出现腐蚀问题,这样的情况值得高度关注。
路桥施工中混凝土结构的腐蚀机理及预防策略发布时间:2022-09-12T09:59:46.994Z 来源:《建筑设计管理》2022年9期作者:严锋[导读] 在公路桥梁项目的混凝土施工和养护工作中,严锋南通交通建设项目管理有限公司、江苏省南通市、226000摘要:在公路桥梁项目的混凝土施工和养护工作中,必须做好对钢筋锈蚀程度的检测工作,对于锈蚀过于严重的钢筋混凝土要及时进行处理,借此提升路桥项目的使用性能,对于我国路桥行业的进一步发展有着重要意义。
安全稳定的道路桥梁质量能够对地区经济的发展起到关键作用。
但是,在道路桥梁在使用中,发生的各种腐蚀现象对道路桥梁的稳定性产生严重影响,对人民群众的出行产生严重威胁。
本文阐述了混凝土结构的腐蚀机理,提出了相应的预防措施。
关键词:公路桥梁;混凝土;钢筋;腐蚀检测改革开放的四十多年内,我国的贸易和物流行业得到了迅速的发展,跨海大桥、港口码头如雨后春笋一般接踵涌现。
而使用钢筋混凝土结构建筑的桥梁在使用二三十年之后会出现腐蚀等问题,严重影响了桥梁结构的使用寿命和安全。
桥梁在使用阶段会长期处于恶劣的环境中,导致钢筋混凝土结构发生碳化,氯离子侵蚀等问题,随着钢筋混凝土破坏的日益累计,将直接降低桥梁结构的使用性能、承载力、耐久性等。
因此,对钢筋混凝土结构桥梁进行防腐蚀技术处理迫在眉睫。
近年来道路桥梁的事故不断出现,道路桥梁的质量越来越引发人们的关注,腐蚀的情况出现对于建设工程质量产生严重影响,严重者甚至会造成人们生命财产出现损失发生。
对于腐蚀这种现象产生的主要原因便是物质发生化学反应,分子内部结构出现变化生成另一种物质。
对于道路桥梁质量发生的过程中,对于社会快速进步发展产生严重影响,属于社会发展中的一项重点问题。
1.腐蚀环境分析钢筋混凝土的周围环境侵蚀分为混凝土中对钢筋材料的侵蚀和对混凝土材料自身的侵蚀,其中对钢筋材料的侵蚀分属电化学腐蚀,对混凝土材料自身的侵蚀则分属化学腐蚀和物理化学腐蚀。
混凝土抗腐蚀及其预防措施摘要:腐蚀是影响混凝土结构耐久性、可靠性的至关重要的因素。
为深入了解混凝土结构的腐蚀,本文从影响混凝土结构的腐蚀性介质,混凝土结构的腐蚀机理,混凝土结构的腐蚀预防措施进行了阐述。
为了保证防腐蚀工程的质量,在设计中应根据环境中腐蚀介质的性质、浓度和作用条件,结合工程部位的重要性等因素,正确选择防腐蚀材料和构造;在施工中应严格执行科学的制度,精心施工,确保建筑工程质量,提高建筑物使用寿命,执行可持续发展。
关键词:混凝土腐蚀机理防腐措施引言:混凝土结构一直被认为是一种节能、经济、用途极为广泛的人工耐久性材料,是目前应用较为广泛的结构形式之一。
但随着结构物的老化和环境污染的加剧,其耐久性问题越来越引起国内外广大研究者的关注。
由于勘察、设计、施工及使用过程中多因素影响,很多混凝土结构都先后出现病害和劣化,使结构出现了各种不同程度的隐患、缺陷或损伤,导致结构的安全性、适用性、耐久性降低,最终引起结构失效,造成资金的巨大浪费。
根据中国工程院2001-2003年《中国工业和自然环境腐蚀调查与对策》中的统计, 1998年中国建筑部门(包括公路、桥梁建筑)的腐蚀损失为1000亿人民币[1]。
近年来,中国建筑行业的发展速度突飞猛进,一批批建筑物拔地而起,但钢筋混凝土基础的耐久性问题也逐渐暴露出来。
所以,重视和加强钢筋混凝土基础结构的腐蚀性与防腐措施的研究已迫在眉睫。
1、产生腐蚀的基本原因:1.1氢氧化钙及其他水化物能在一定程度上溶解于水。
1.2氢氧化钙、水化硅酸钙等都是碱性物质,若环境介质中有酸类或某些盐类时,能与其发生化学反应,若新生成的物质或易溶于水、或没有胶结力、或因结晶膨胀而产生内应力,都将引起混凝土破坏。
1.3混凝土本身不密实,在其内部存在很多毛细孔通道,侵蚀介质易于进入其内部。
2、腐蚀机理:混凝土的腐蚀是一个很复杂的物理的、物理化学的过程。
一般可将混凝土的腐蚀分为3类:溶蚀性腐蚀、某些盐酸溶液和镁盐的腐蚀、结晶膨胀性腐蚀。
钢筋混凝土结构的腐蚀原因及防治措施【摘要】本文详细阐述了钢筋混凝土的各种腐蚀原因和机理,并论述了耐腐蚀材料、涂料、阴极保护和电化学除氯等目前被认为有效的防治手段。
对于正确分析各种环境下钢筋混凝土结构的腐蚀原因及使用正确适当的腐蚀控制措施,提高混凝土结构的寿命有着重要意义。
【关键词】钢筋混凝土;腐蚀;控制措施1 引言钢筋混凝土结构是土木工程中最常用的结构形式,由于腐蚀带来的各种问题也是工程中最为关注的问题之一。
美国国家研究委员会的公路战略研究项目(shrp)对美国由于桥梁结构腐蚀破坏造成的损失进行了估算,金额超过200亿美元/年,并且以每年5亿美元的速度递增[1]。
英国环保部门最近的一份报告估计,英国建筑工业的年成交额为500亿镑,而现在,因腐蚀破坏,钢筋混凝土结构年维修费已达55亿英镑(占11%),已成为英国一个沉重的财政负担[2]。
根据1994年对我国铁路桥梁检查情况的统计[3],我国运营国有铁路有病害桥6137座,占桥梁总数的18.8%,其中由于腐蚀导致病害的混凝土桥梁为2675座。
因此,了解钢筋混凝土结构的腐蚀机理和原因,做到有针对性的腐蚀防护,对于延长混凝土结构的耐久性,提高混凝土结构寿命而言,具有巨大的经济效益。
2 钢筋混凝土结构的腐蚀类型钢筋混凝土结构的腐蚀根据环境和腐蚀对象的不同分为以下几种类型。
2.1 混凝土碳化混凝土碳化是由于混凝土中的氢氧化钙与空气中的二氧化碳和水发生反应降低了混凝土孔隙水溶液的ph值,由于混凝土中的水泥石水化物只能存在于高碱性溶液(ph值>12.5)中,当碳化反应发生后,水泥石水化物稳定存在的条件遭到破坏,水解形成的氢氧化硅、氢氧化铁和氢氧化钙等碱性氧化物都变成碳酸盐,使混凝土的孔隙率和渗透性发生改变,减少了水气的吸附。
同时,ph值的降低导致钢筋发生钝化的碱性条件遭到破坏,钢筋处于活化状态,在水和氧的作用易发生锈蚀。
混凝土碳化是大气环境混凝土腐蚀的一种最常见形式。
Mistakes are occasional mistakes, but misses are always regrets.简单易用轻享办公(WORD文档/A4打印/可编辑/页眉可删)混凝土抗腐蚀及其预防措施引言:混凝土结构一直被认为是一种节能、经济、用途极为广泛的人工耐久性材料,是目前应用较为广泛的结构形式之一。
但随着结构物的老化和环境污染的加剧,其耐久性问题越来越引起国内外广大研究者的关注。
由于勘察、设计、施工及使用过程中多因素影响,很多混凝土结构都先后出现病害和劣化,使结构出现了各种不同程度的隐患、缺陷或损伤,导致结构的安全性、适用性、耐久性降低,最终引起结构失效,造成资金的巨大浪费。
根据中国工程院20__-20__年《中国工业和自然环境腐蚀调查与对策》中的统计, 1998年中国建筑部门(包括公路、桥梁建筑)的腐蚀损失为1000亿人民币[1]。
近年来,中国建筑行业的发展速度突飞猛进,一批批建筑物拔地而起,但钢筋混凝土基础的耐久性问题也逐渐暴露出来。
所以,重视和加强钢筋混凝土基础结构的腐蚀性与防腐措施的研究已迫在眉睫。
1、产生腐蚀的基本原因:1.1氢氧化钙及其他水化物能在一定程度上溶解于水。
1.2氢氧化钙、水化硅酸钙等都是碱性物质,若环境介质中有酸类或某些盐类时,能与其发生化学反应,若新生成的物质或易溶于水、或没有胶结力、或因结晶膨胀而产生内应力,都将引起混凝土破坏。
1.3混凝土本身不密实,在其内部存在很多毛细孔通道,侵蚀介质易于进入其内部。
2、腐蚀机理:混凝土的腐蚀是一个很复杂的物理的、物理化学的过程。
一般可将混凝土的腐蚀分为3类:溶蚀性腐蚀、某些盐酸溶液和镁盐的腐蚀、结晶膨胀性腐蚀。
所以,混凝土的腐蚀机理可从以下3类入手:物理作用、化学腐蚀、微生物腐蚀。
2.1物理作用物理作用是指在没有化学反应发生时,混凝土内的某些成分在各种环境因素的影响下,发生溶解或膨胀,引起混凝土强度降低,导致结构受到破坏。
( 安全论文 )单位:_________________________姓名:_________________________日期:_________________________精品文档 / Word文档 / 文字可改混凝土结构的腐蚀机理及预防措施(2021新版)Safety is inseparable from production and efficiency. Only when safety is good can we ensure better production. Pay attention to safety at all times.混凝土结构的腐蚀机理及预防措施(2021新版)摘要:腐蚀是影响混凝土结构耐久性、可靠性的至关重要的因素。
为深入了解混凝土结构的腐蚀,本文从影响混凝土结构的腐蚀性介质,混凝土结构的腐蚀机理,混凝土结构的腐蚀预防措施,并结合电力工程中混凝土防腐措施的施工要点进行了阐述。
为了保证防腐蚀工程的质量,在设计中应根据腐蚀介质的性质、浓度和作用条件,结合工程部位的重要性等因素,正确选择防腐蚀材料和构造;在施工中应严格执行科学的制度,精心施工,确保建筑工程质量,提高建筑物使用寿命,执行可持续发展。
关键字:混凝土结构腐蚀腐蚀性介质腐蚀机理预防措施施工要点工程实例建筑(ARCHITECTURE),巨大的工艺品。
它组成我们赖以生存的不可缺少的空间,建筑也以其优美造型给我们带来愉悦。
随着社会的不断进步,随着对环境资源的重视,人们对建筑质量有更高的要求,也越来越重视建筑工程中的腐蚀现象。
由于多种因素,在建筑工程中,腐蚀无所不在。
腐蚀给国民经济带来巨大的损失,腐蚀给我们生存的建筑空间带来不确定的安全隐患。
所谓腐蚀,是材料与其环境间的物理化学作用引起材料本身性质的变化。
腐蚀反应的场所,首先是材料和腐蚀性介质之间相界面处。
在一个腐蚀系统中,对材料行为起决定作用的是化学成分、结构和表面状态。
腐蚀过程中如伴有机械应力的作用,将加速腐蚀而出现一系列特殊的腐蚀现象。
但单纯的机械负荷(如拉应力、摩擦、磨损、疲劳等)造成的材料损伤,则不属于腐蚀范畴。
由于电力工程的特点,电力工程建设中存在着大量的腐蚀行为。
如何通过设计选材适当、保证施工质量,减轻腐蚀给电力工程带来的负面影响,应成为电力工程技术人员探索的课题。
对电力土建专业来说,确保建筑物的耐久性,尤其是保证混凝土结构的耐久性,防止或减少混凝土结构中腐蚀出现,应该成为我们探索的目标。
一、影响混凝土结构的腐蚀性介质为了确定建筑物不同部位的防护措施,将腐蚀性介质按其形态并结合不同的作用部位分为5种:气态介质、腐蚀性水、酸碱盐溶液、固态介质和污染土。
各种介质对不同材料的腐蚀程度,可按介质类别、环境相对湿度和作用条件等因素分为强腐蚀性、中等腐蚀性、弱腐蚀性和无腐蚀性共四个等级。
1.气态介质包括腐蚀性气体和以液体为分散相的气溶胶(酸雾、碱雾等),其作用的部位主要是室内外上部建筑结构的构配件。
2.腐蚀性水系指在工业生产过程中受到各种介质污染的工业水(生产水和废水)或地下水,介质在腐蚀性水中的含量较低。
腐蚀性水作用的部位主要是地基、基础、污水池、地面和墙面等。
3.酸碱盐溶液:含有不同浓度介质的酸碱盐液体(包括完全潮解或溶解的腐蚀性固体),其作用的部位主要是地面、水沟、墙面、设备基础的地上部位、储槽和污水池等。
4.固态介质包括腐蚀性碱、盐的颗粒、粉尘和以固体为分散相的气溶胶,主要作用于地面、墙面和有上部建筑结构的构配件。
5.污染土系指建筑场地由于生产或自然环境等综合因素造成地基土的污染,主要作用于地下水部位的地下混凝土构筑物。
二、混凝土结构的腐蚀机理1、素混凝土结构素混凝土的基本组成材料是水泥、砂、石和水。
影响素混凝土结构的耐久性的主要因素为碱-集料的反应(混凝土中碱含量超标,暴露在水或潮湿环境使用时,其中的碱与碱活性集料间发生反应,引起膨胀)。
2、钢筋混凝土结构钢筋混凝土结构材料是混凝土与钢筋的复合体,它的腐蚀形态可分为两种:一是由混凝土的耐久性不足,其本身被破坏,同时也由于钢筋的裸露、腐蚀而导致整个结构的破坏;二是混凝土本身并未腐蚀,但由于外部介质的作用,导致混凝土本身化学性质的改变或引入了能激发钢筋腐蚀的离子,从而使钢筋表面的钝化作用丧失,引起钢筋的锈蚀。
从化学成分来看,钢筋的锈蚀物一般为Fe(OH)3、Fe(OH)2、Fe3O4·H2O、Fe2O3等,其体积比原金属体积增大2~4倍。
由于铁锈膨胀,对混凝土保护层产生巨大的辐射压力,其数值可达30MPa(大于混凝土的抗拉极限强度)使混凝土保护层沿着锈蚀的钢筋形成裂缝(俗称顺筋裂缝)。
这些裂缝进一步成为腐蚀性介质渗入钢筋的通道,加速了钢筋的腐蚀。
钢筋在顺缝中的腐蚀速度往往要比裸露情况快,等到混凝土表面的裂缝开展到一定程度,混凝土保护层则开始剥落,最终使构件丧失承载能力。
在通常情况下,混凝土空隙中充满了由于水泥水解时产生的氢氧化钙饱和溶液,其碱度很高,pH值在12以上。
钢筋在高碱度的环境中,表面沉积一层致密的氢氧化铁薄膜,而转入钝化状态,即使有空气和水分进入,也不可能导致钢筋的腐蚀。
当混凝土受到外部因素作用而使混凝土的液相碱度降低时,钢筋由钝化状态转化为活性状态,此时若有空气和水分进入,钢筋便开始生锈。
造成混凝土液相碱度降低的原因,一般说来是由于酸性气体与混凝土中氢氧化钙作用的结果。
酸性气体沿着混凝土中的空隙或裂缝,从外部逐渐向内部渗透,与混凝土空隙中的氢氧化钙溶液产生中和反应,大大降低了混凝土空隙中氢氧化钙的浓度。
空气中的二氧化碳属于酸性气体,它与混凝土中氢氧化钙作用(俗称碳化作用),其反应式如下:Ca(OH)2+CO2→CaCO3+H2O生成的碳酸钙为微溶的化合物,其饱和溶液pH值为9,远远小于钢筋保持钝化状态所要求大于11.5的数值。
其它酸性气体如SO2、H2S、HCl、NOx也可以与混凝土中氢氧化钙作用(称为混凝土的中性作用),但它们对钢筋的腐蚀,除了使钢筋成活化状态外,还与它们中性化后生成的盐类的性质、种类有关。
某些卤离子(如Cl-、I-、Br-)对钝化膜有特殊的破坏作用。
它们在钢筋保护层不被碳化或中性化的情况下也可以破坏钢筋钝化膜,使腐蚀过程得以进行。
氯离子是这一类离子中最常遇到的。
氯离子半径很小,穿透力强,很容易吸附在钢筋阳极区的钝化膜上,取代钝化膜中氧离子,使钢筋起保护作用的氢氧化铁变为无保护作用的氯化铁。
氯化铁的溶解度比氢氧化铁的溶解度大得多。
由于氯离子到达钢筋表面的不均匀性,特别是氯离子作用在钢筋局部区域时,则局部区域为阳极,形成了大阴极小阳极的腐蚀。
这种坑蚀或局部腐蚀对结构的危害较大。
影响混凝土中性化(包括碳化)速度的因素很多,但主要的因素是混凝土的密实度,即抗渗性能。
混凝土愈密实,即抗渗性能愈高,则外界的气体只能作用于混凝土表面,向内部渗透比较困难。
影响混凝土密实度的主要因素是混凝土的水灰比和单位水泥用量。
水泥品种对混凝土的中性化速度有一定的影响;不同品种的水泥,因其掺合料的品种及含量不同,水解时生成的碱性物质数量不同,使混凝土的中性化速度也就不同了。
普通硅酸盐水泥的熟料含量多,掺合料的含量一般不大于15%,其碱度比其它品种的水泥高,中性化速度相对的要慢。
火山灰质硅酸盐水泥、矿渣硅酸盐水泥、粉煤灰硅酸盐水泥,由于掺合料中的活性氧化硅与水泥熟料中水解时产生的氢氧化钙结合,从而降低了混凝土孔隙中的液相碱度,加快了碳化或中性化的速度。
3、预应力混凝土结构预应力混凝土结构的腐蚀除了具有普通混凝土结构的腐蚀类型外,由于采用高强度钢筋和钢筋在高应力条件下工作,所以可能发生应力腐蚀和钢材的氢脆。
(1)应力腐蚀应力腐蚀是钢筋在拉应力和腐蚀性介质共同作用下形成的脆性断裂。
这种破坏与单纯的机械应力破坏不同,它可以在较低的拉应力作用下破坏;这种破坏又与单纯的电化学腐蚀破坏不同,它可以在腐蚀性介质很弱的情况下而破坏。
腐蚀性介质与钢筋作用,在钢筋表面形成一个大小不等弥散分布的腐蚀坑后,每个腐蚀坑相当于一个缺口,钢筋在拉应力的作用下,形成应力的不均匀分布和应力集中,在缺口的边缘,当钢筋平均应力不高时,其集中的应力即可达到断裂应力的水平,而引起钢筋的断裂。
由于缺口的存在,形成了拉应力三轴不相等状态,阻碍了钢筋塑性变形的开展,使塑性变形性能在钢筋断裂前不能充分发挥出来,延伸率、冷弯等塑性指标均有明显下降。
预应力钢筋的腐蚀是拉应力与腐蚀性介质共同作用的结果,腐蚀因素对钢筋断裂的最初形成起主要作用,而拉应力则促进了腐蚀的发展。
(2)氢脆氢脆是预应力钢筋在酸性与微碱性的介质中发生脆性断裂的另一中类型。
氢脆与应力腐蚀的机理完全不同。
应力腐蚀发生在钢筋的阳极,而氢脆发生在钢筋的阴极区域。
氢脆是由于钢筋吸收了原子氢,而使其变脆,所以称为氢脆。
钢筋在腐蚀过程中,表面可能有少量氢气产生,在通常情况下,生成的原子氢会迅速结成分子氢,在常温下是无害的,但当这一过程受到阻碍时,氢原子就会向钢筋内部扩散而被吸收到金属内部的晶格中去,如果钢筋内部有缺陷存在,氢原子很可能重新结合成为氢分子。
氢分子的生成产生很大的压力,出现"鼓泡"现象。
使钢筋变脆。
产生氢脆的钢筋在受到超过临界值的拉力作用时,便会发生断裂。
硫化氢是能引起预应力钢筋氢脆的介质之一。
4、纤维混凝土结构我国工程中常见的纤维混凝土为钢纤维混凝土、玻璃纤维混凝土以及聚丙烯纤维混凝土。
它们均是将纤维材料均匀分布在水泥砂浆、混凝土中,用以改变基材的物理力学性能。
纤维混凝土的腐蚀机理与普通混凝土基本相同,但纤维的直径较细,且均匀分布,其耐久性相对普通混凝土要强一些。
开裂的纤维混凝土构件在潮湿的环境下,裂缝处的混凝土碳化后,碳化区的钢纤维开始锈蚀。
有研究表面,钢纤维混凝土中钢筋的锈蚀较普通混凝土钢筋的锈蚀减轻,其原因除了钢纤维阻裂作用的影响外,还在于细小纤维在混凝土中乱向均匀分布,从而改变了钢筋电化学锈蚀的离子分布状态,阻止了钢筋的锈蚀。
5、轻骨料混凝土结构及加气混凝土轻骨料混凝土的腐蚀机理与类型基本与普通混凝土相同,由于大多数轻骨料抵抗气体扩散能力较低,腐蚀性气体较易渗入内部,因此必须控制轻骨料混凝土的密实度。
加气混凝土的显气孔较多,不致密,吸水率高,碳化速度较快,在正常使用条件下尚需对钢筋进行表面涂覆保护层,而且加气混凝土表面气孔多,不容易进行保护,所以在腐蚀环境下不宜使用加气混凝土。
三、预防混凝土结构腐蚀的措施对混凝土结构腐蚀预防应针对其不同的结构组成制定不同的措施。
1、原材料的选择(1)水泥水泥是水泥砂浆和混凝土的胶结材料。
水泥类材料的强度和工程性能,是通过水泥砂浆的凝结、硬化而形成。
水泥石一旦遭受腐蚀,水泥砂浆和混凝土的性能将不复存在。