钢筋锈蚀的危害
- 格式:doc
- 大小:20.50 KB
- 文档页数:7
钢筋锈蚀对混凝土结构的影响在建筑领域,混凝土结构被广泛应用于各类建筑物和基础设施中。
然而,钢筋锈蚀这一问题却给混凝土结构的安全性和耐久性带来了巨大的挑战。
钢筋锈蚀不仅会削弱结构的承载能力,还可能导致结构的过早破坏,给人们的生命和财产安全带来严重威胁。
接下来,让我们深入探讨一下钢筋锈蚀对混凝土结构的具体影响。
首先,钢筋锈蚀会导致其截面积减小。
想象一下,原本粗壮的钢筋由于锈蚀逐渐被侵蚀,其有效承载面积不断缩小。
这就如同原本能承受重物的梁柱,因为内部的支撑被削弱,承受能力自然大打折扣。
当锈蚀发展到一定程度时,钢筋所能提供的抗拉强度大幅降低,无法有效地抵抗外部荷载,从而影响整个结构的稳定性和安全性。
其次,钢筋锈蚀会改变其力学性能。
锈蚀后的钢筋,其延性和韧性都会下降。
原本具有一定弹性和变形能力的钢筋,在锈蚀后变得更加脆硬。
这意味着在受到突发的外力作用时,钢筋可能无法像正常情况下那样发生一定的变形来吸收能量,而是更容易发生突然的断裂,进而引发结构的局部甚至整体破坏。
再者,钢筋锈蚀产物的体积膨胀会对周围的混凝土产生压力。
铁锈的体积通常比原本的钢筋体积大得多,这种膨胀会在混凝土内部产生拉应力。
当这种拉应力超过混凝土的抗拉强度时,混凝土就会开裂。
这些裂缝不仅破坏了混凝土的整体性,还为外界有害物质的侵入提供了通道,进一步加速了钢筋的锈蚀和混凝土结构的劣化。
从结构的耐久性角度来看,钢筋锈蚀引起的混凝土开裂和剥落,使得结构暴露在更恶劣的环境中。
水分、氧气和其他腐蚀性物质更容易渗透到结构内部,加剧钢筋的锈蚀和混凝土的破坏。
长期下去,结构的使用寿命将大大缩短,需要频繁的维修和加固,增加了维护成本。
此外,钢筋锈蚀还会影响混凝土结构的粘结性能。
钢筋与混凝土之间的粘结力是保证结构协同工作的关键。
然而,锈蚀会在钢筋表面形成一层疏松的锈层,降低了钢筋与混凝土之间的摩擦力和机械咬合力,使得两者之间的粘结性能变差。
这将导致钢筋与混凝土无法有效地共同承受荷载,影响结构的整体性能。
混凝土结构中钢筋锈蚀对力学性能的影响研究一、前言混凝土结构是现代建筑中最常见的结构类型之一,其主要承受结构的重量和荷载,同时也起到保护和维护钢筋的作用。
然而,钢筋锈蚀是影响混凝土结构力学性能的主要因素之一,因此,对于混凝土结构中钢筋锈蚀对力学性能的影响进行研究具有重要的意义。
二、钢筋锈蚀的原因及危害钢筋锈蚀是钢筋表面发生的化学反应,主要原因是钢筋表面的氧化物与水蒸气及二氧化碳等物质反应,形成氧化物和碳酸盐等化合物,导致钢筋表面出现锈蚀现象。
钢筋锈蚀会导致钢筋截面积减小、钢筋与混凝土的粘结力下降、混凝土的强度减弱、抗震性能下降等危害。
三、钢筋锈蚀对混凝土结构力学性能的影响1. 钢筋截面积减小:钢筋锈蚀会导致钢筋表面的钢材截面积减小,从而减小钢筋的承载能力,影响混凝土结构的整体承载能力。
2. 钢筋与混凝土的粘结力下降:钢筋锈蚀会破坏钢筋与混凝土之间的粘结性能,从而减小混凝土结构的整体强度和韧性。
3. 混凝土的强度减弱:钢筋锈蚀会导致混凝土结构中的钢筋锈蚀部位受到额外的应力,从而导致混凝土的强度减弱,影响混凝土结构的整体抗压性能。
4. 抗震性能下降:钢筋锈蚀会导致混凝土结构的整体刚度和韧性下降,从而影响混凝土结构的整体抗震性能。
四、钢筋锈蚀的检测方法1. 目视检测法:通过目视检查钢筋表面是否出现锈斑、锈蚀、剥落等现象,判断钢筋是否发生锈蚀。
2. 手感检测法:通过手感检测钢筋表面是否光滑、是否有凹凸感,判断钢筋表面是否出现锈蚀现象。
3. 声波检测法:通过声波检测钢筋表面的声音,判断钢筋内部是否发生锈蚀。
4. X射线检测法:通过X射线检测钢筋的内部结构,判断钢筋是否发生锈蚀。
五、钢筋锈蚀的防治措施1. 选用耐锈蚀性能好的钢材:选用耐锈蚀性能好的钢材可以有效地减少钢筋锈蚀的发生。
2. 做好混凝土保护工作:在混凝土浇筑前,应该先做好钢筋的防锈处理,并在混凝土表面涂刷防水材料,以减少混凝土结构中钢筋锈蚀的发生。
混凝土中钢筋锈蚀的预防措施一、钢筋锈蚀的原因在混凝土结构中,钢筋是起到承载作用的重要材料。
但随着时间的推移,钢筋表面会出现锈蚀,这会导致钢筋的强度下降,最终影响整个结构的安全性。
钢筋锈蚀的原因主要有以下几点:1. 氯离子侵蚀:在海洋附近和工业区域,钢筋会受到海水或者大气中的氯离子的侵蚀,引起钢筋锈蚀。
2. 水分渗透:混凝土中的水会通过微小的裂缝和孔隙进入到钢筋表面,使得钢筋锈蚀。
3. 酸碱侵蚀:在一些酸性或者碱性环境中,钢筋表面会发生化学反应,导致钢筋锈蚀。
4. 空气中的氧气:钢筋表面的直接暴露在空气中会导致钢筋氧化,引起钢筋锈蚀。
二、混凝土中钢筋锈蚀的危害混凝土结构中,钢筋是承受受力的重要部分。
钢筋锈蚀会导致钢筋截面积减小、强度下降,从而会影响整个结构的承载能力。
此外,钢筋锈蚀还会引起混凝土表面开裂、龟裂,影响结构的美观和耐久性。
因此,预防混凝土中钢筋锈蚀非常重要。
三、混凝土中钢筋锈蚀的预防措施1. 增加混凝土保护层厚度在混凝土结构中,增加混凝土保护层的厚度可以降低钢筋锈蚀的概率。
保护层能够防止水分、氯离子、酸碱等物质进入到钢筋表面,从而降低钢筋锈蚀的发生率。
一般来说,钢筋与混凝土表面之间的保护层应该大于20mm。
对于海洋附近和工业区域的混凝土结构,保护层应该更厚。
2. 使用防锈涂料防锈涂料是一种有效的防止钢筋锈蚀的方法。
涂料能够形成一层防护层,防止氯离子、水分、酸碱等物质进入到钢筋表面,从而防止钢筋锈蚀。
涂料的种类比较多,可以根据具体情况选择合适的涂料。
3. 使用不锈钢材料不锈钢材料具有很好的抗锈蚀性能,可以替代普通的钢筋使用。
不锈钢材料的成本比较高,但其抗锈蚀性能非常好,可以提高混凝土结构的耐久性。
4. 控制混凝土中的氯离子含量在混凝土的制作过程中,应该尽量控制混凝土中的氯离子含量。
如果混凝土中的氯离子含量过高,会加速钢筋的锈蚀速度。
因此,在混凝土中添加氯化物的量应该尽量减少。
5. 预应力钢筋的防护预应力钢筋的防护非常重要。
钢筋锈蚀的主要机理和危害与防治对策探讨引言随着钢筋混凝土被广泛的应用于工程的各个领域,混凝土结构的耐久性随之成为人们的高度重视和普遍关心的问题,而混凝土结构中的钢筋锈蚀是影响混凝土结构耐久性的重要因素之一,所以钢筋锈蚀问题在工程界引起了高度重视。
对于一些重大工程如大型钢筋混凝土桥梁、大坝、高层建筑等设计使用年限超过百年的工程,其必须满足耐久性要求,对钢筋的抗锈蚀能力也提出更高的要求。
1、钢筋锈蚀的机理混凝土内水泥水化后会在钢筋表面形成一层致密的钝化膜,故在正常情况下钢筋不会锈烛,但当外界环境中的有害介质侵入至钢筋表面致使钝化膜遭到破坏,并且存在足够水和氧气的条件下,钢筋会电化学腐烛。
自然状态下的铁基体具有还原为氧化铁(与铁基体相比,氧化铁处于低能量状态)的锈蚀趋向。
但是优质混凝土结构中的钢筋是不易发生锈蚀的,这是因为混凝土孔溶液中的高碱性(PH 值为12~13),会使钢筋表面形成一层致密的膜。
该层膜可阻止钢筋进行阳极反应,通常被称为钢筋钝化膜,原因是紧密吸附在钢筋表面膜具有极强的抗锈蚀能力能使钢筋由电化学上的活化态转变为钝化态。
在无杂散电流的环境中,造成钢筋钝化膜破坏有两方面的可能因素:(1)混凝土碳化使钢筋处的pH值降低;(2)足夠浓度的氯离子侵入到钢筋表面。
氯离子侵烛的机理:氯离子是很强的去钝剂,当到达钢筋表面并聚集到一定的程度时,可以使钢筋表面的pH值迅速降低,从而破坏钝化膜。
脱钝后,混凝土内钢筋处于活化状态,在水和氧气充足的条件下,钢筋发生电化学绣烛。
一方面,氯离子破坏纯化膜使钢筋发生绣烛;另一方面,在高减性状态下,钢筋表面重新生产钝化膜以保护钢筋,因此决定钢筋是否绣烛的关键因素是比值。
通常认为氯离子对钢筋锈烛的加速作用主要表现在以下几个方面:(1)破坏钢筋表面的钝化膜;(2)由于钢筋表面氣离子浓度的不均勾性造成钢筋各点的电位差,加速钢筋锈烛;(3)在钢筋的锈烛过程中,起到构成电流回路的作用。
建筑工程钢筋锈蚀处理方案1. 钢筋锈蚀的原因钢筋锈蚀是由于钢筋表面的保护层受到破坏,导致钢筋暴露在外部空气和水分中,从而引起氧化反应,形成锈蚀。
钢筋锈蚀的主要原因包括以下几点:(1)混凝土质量不合格:混凝土质量不合格导致混凝土的孔隙度增加,空隙中的水分和氧气进入,加速了钢筋的锈蚀。
(2)环境条件:建筑物周围环境恶劣、湿润,或者是在海岸线上、化工厂周围的环境,钢筋锈蚀现象更加严重。
(3)施工不规范:施工中未能妥善保护混凝土结构,导致混凝土和钢筋受到外界环境的影响,引起锈蚀。
2. 钢筋锈蚀的危害(1)降低结构强度:钢筋锈蚀后,钢筋的截面积会减小,从而使得钢筋的承载能力下降,降低整个混凝土结构的强度和稳定性。
(2)降低结构耐久性:钢筋锈蚀不仅影响钢筋的强度,还会导致混凝土结构的紧固性和耐久性下降,严重影响建筑物的使用寿命和安全性。
(3)影响建筑物外观:钢筋锈蚀后,会导致混凝土结构表面出现裂缝和脱落现象,影响建筑物的外观。
3. 钢筋锈蚀处理方案在建筑工程中,针对钢筋锈蚀问题的处理方案一般包括以下几个步骤:(1)表面清理和处理:首先需要对受锈蚀的钢筋进行表面清理和处理,去除锈蚀层和杂物,使钢筋表面恢复光洁。
通常可以采用化学清洗、砂浆喷射、冲洗等方法进行表面处理。
(2)涂层保护:在表面清理和处理完毕后,需要对钢筋表面进行涂层保护,以防止钢筋再次受到外界环境的侵蚀。
常见的涂层保护包括喷涂防腐涂料、热镀锌、镀锌等方法。
(3)电化学处理:电化学处理是一种常用的钢筋锈蚀修复和防护方法。
通过外加电场作用下,使锈蚀的钢筋恢复金属表面的性质,起到修复和保护作用。
(4)防腐防护:对于一些在恶劣环境下使用的钢筋结构,还可以采用防腐防护的方法,如涂覆防腐漆、防腐膜等,从根本上保护钢筋不受腐蚀。
(5)加固处理:对于受到严重锈蚀的钢筋,可能需要进行加固处理,如增加新的钢筋加固、包裹加固等,以恢复钢筋的承载能力和结构稳定性。
4. 钢筋锈蚀处理中的注意事项(1)钢筋锈蚀的处理必须在施工程序中合理安排,并遵循相关的规范和标准,确保处理效果和施工质量。
混凝土中钢筋锈蚀的原因及危害和预防措施1.碳化:碳化是钢筋在碳酸盐离子的作用下发生的一种腐蚀现象。
当混凝土表面被碳酸气体侵蚀时,混凝土中的碳酸盐会与钢筋表面的氧化物反应生成可溶于水的碳酸亚铁,导致钢筋锈蚀。
2.氯离子侵入:氯离子是混凝土中最常见的腐蚀源之一、氯离子可通过氯化盐、海水等方式进入混凝土中,进而使混凝土中钢筋发生腐蚀。
氯化物进入混凝土后会与钢筋表面的氧化物反应生成可溶于水的氯化亚铁,引起钢筋锈蚀。
3.氧解作用:钢筋表面产生氧化膜可以保护钢筋不受腐蚀,但若混凝土内部存在大量的氧分子,容易进一步氧化钢筋表面,导致钢筋锈蚀。
因此,混凝土中氧分子含量的增加会加速钢筋的氧化过程。
1.强度减弱:钢筋锈蚀后物理性能下降,削弱了钢筋的受力能力,影响混凝土结构的整体强度和承载能力。
2.腐蚀膨胀:钢筋锈蚀会引起钢筋表面体积增大,产生较大的腐蚀膨胀力,导致混凝土产生开裂或脱落。
3.破坏结构:钢筋的锈蚀不仅可能损坏混凝土本身,还会导致结构失去稳定性,增加结构崩溃的风险。
4.影响美观:钢筋锈蚀会使混凝土表面出现锈迹,影响建筑物的美观度。
针对混凝土中钢筋锈蚀的危害,我们可以采取以下预防措施:1.控制混凝土材料质量:选择合适的水泥、骨料等混凝土材料,确保混凝土的密实性和均匀性,减少表面孔隙的形成,降低钢筋暴露和腐蚀的风险。
2.正确设计:在混凝土结构设计时,根据环境条件和使用要求,合理选择混凝土覆盖层的厚度,保证钢筋能够得到有效的保护。
3.防水措施:采取有效的防水措施,减少混凝土暴露在潮湿环境中的时间和程度,降低钢筋腐蚀的可能性。
4.防止氯离子侵入:加强混凝土中氯离子的阻隔,可以采用减少混凝土中的氯离子含量、加入阻隔氯化物的抗腐蚀剂或使用防腐蚀涂层等方法。
5.确保质量检测:对于混凝土的施工过程,进行质量检测,及时了解混凝土结构中的钢筋腐蚀情况,以便于及时采取措施修复和预防。
总之,混凝土中钢筋锈蚀会对建筑物的使用寿命和结构稳定性造成重大影响,因此,在混凝土的设计、施工和维护过程中应采取有效的预防措施,以延长建筑物的使用寿命和保障建筑结构的安全性。
钢筋锈蚀的危害及防护一、钢筋锈蚀的危害钢筋锈蚀是混凝土结构中的常见病害,它会对混凝土结构的强度和耐久性造成严重影响。
下面列举了钢筋锈蚀的一些危害。
1. 减小混凝土结构的承载力钢筋的锈蚀会使其断面积减小,进而减小其承载能力。
锈蚀后的钢筋在受到荷载时容易出现局部软化,导致混凝土结构的破坏。
2. 影响混凝土结构的使用寿命钢筋的锈蚀会导致混凝土表面酸碱值发生变化,从而破坏混凝土中的水泥石体,加快混凝土的老化进程。
3. 对人身及财产安全造成威胁钢筋锈蚀严重时,钢筋的截面积会明显减小,导致混凝土结构的稳定性降低,对人身及财产安全造成威胁。
二、防止钢筋锈蚀的措施提高混凝土结构的耐久性是防止钢筋锈蚀的根本措施。
下面我们介绍几种常见的防止钢筋锈蚀的措施。
1. 破碎伤口钢筋处理破碎伤口钢筋处理是指对锈蚀较轻的钢筋表面进行清理处理,然后喷涂防锈涂料。
钢筋表面的锈蚀比较轻时,采用此种方法可以使钢筋表面得到很好的保护。
2. 端头钢筋处理采用光化学法处理端头钢筋是目前广泛采用的钢筋防锈措施,该方法使用化学药剂,在钢筋表面上形成一层保护膜。
这种处理方法能够有效地保护钢筋。
3. 预埋防锈钢筋在混凝土浇筑前,将钢筋浸泡在一种特殊的防锈液中,控制液中防锈剂的含量,使钢筋表面形成一层抗锈蚀的保护膜。
这种钢筋具有较好的抗锈蚀性能,可延长混凝土结构的使用寿命。
4. 混凝土保护层在混凝土浇筑时,在钢筋周围留有一定厚度的混凝土保护层。
该层混凝土中含有足够的水泥、细集料和粗集料,能够形成一层强硬的保护层。
保护层的厚度应不小于混凝土基底的直径。
三、钢筋锈蚀是混凝土结构中常见的病害,它严重影响着混凝土结构的使用寿命和安全性。
因此,我们应该采取有效的措施预防和治理钢筋锈蚀,比如破碎伤口钢筋处理、端头钢筋处理、预埋防锈钢筋,以及混凝土保护层等。
这些措施可以有效地降低钢筋锈蚀对混凝土结构的危害,延长混凝土结构的使用寿命。
现在的建筑物,都是由钢筋和混凝土搭建起来的,其中钢筋又是重中之重,可以说是楼房的骨架。
钢筋的好坏直接决定了楼房的坚固程度和抗震性能!对于楼房的安全保障起到了决定性作用!如今,许多工地施工都忽视钢筋生锈的危害,继续使用生锈的钢筋。
导致新闻经常出现某个楼盘坍塌的报道。
下面小编跟大家普及一下钢筋生锈的危害。
一、钢筋锈蚀对钢筋的影响到底要不要紧呢?钢筋生锈主要是因为钢铁与空气中的氧气、水分、二氧化碳等化学物质发生电化学反应生成了铁锈。
而生成铁锈的体积要比原先钢筋本身的体积膨胀变大约7倍左右!钢筋膨胀力致使混凝土开裂、剥落、铁锈组织疏松,空气不断进入,加速钢筋锈蚀膨胀力持续增大,不断锈蚀。
最终结果就是钢筋混凝土构件截面和钢筋本身截面全都由外到内不断减少,同时钢筋与混凝土之间握裹力被锈层隔断,导致内部结构松弛,瓦解整个结构的受力体系,直至楼房坍塌。
二、如何应对钢筋生锈的危害面对生锈的钢筋,我们要对症下药,做好钢筋除锈措施,郑州三超专业从事钢筋除锈,目前钢筋除锈技术方法有十余种,例如:钢筋除锈剂除锈,钢筋除锈机除锈、喷砂机(干喷砂机和水喷砂机)除锈、水刀除锈、抛丸除锈等。
相对而言,钢筋除锈剂除锈操作简单,高效快捷,只需要把钢筋除锈剂原液倒进喷雾器中,然后均匀的喷在钢筋上即可。
处理过钢筋除锈的工地朋友们都知道,传统的化学除锈法是采用酸洗除锈,主要成分盐酸或草酸,而盐酸等强酸对钢筋表面有腐蚀,除锈后很快返锈,而且不能遇水,否则锈蚀更严重。
如果使用强酸除锈后对建筑物的质量有很大危害。
郑州三超钢筋除锈剂,其成分主要包含植酸、有机酸、抑制剂、剥离剂等多种成分,对钢筋表面没有腐蚀,除锈后能有效防锈3个月左右。
该产品具有国家颁布的产品合格证与质量检测报告,公司通过ISO9001认证质量管理体系认证,有国家知识产权局颁发的实用新型专利证书。
混凝土结构中钢筋锈蚀保护技术的应用一、引言混凝土结构是现代建筑中最常见的一种结构形式,其主要构成材料为水泥、骨料、砂等,这些材料本身不具备抗拉强度。
因此,在混凝土结构中使用钢筋作为混凝土的加强材料,以承担混凝土中的拉力。
然而,钢筋的锈蚀问题是混凝土结构中需要解决的一个重要问题。
本文将详细介绍混凝土结构中钢筋锈蚀保护技术的应用。
二、钢筋锈蚀的危害钢筋是混凝土结构中的重要构件,其受到锈蚀的影响将会对混凝土结构的安全性、使用寿命以及经济性等方面产生严重的危害。
1. 减弱钢筋的抗拉强度钢筋在锈蚀的过程中,表面的钝化层被破坏,使得钢筋表面的铁离子发生氧化还原反应,从而生成铁锈。
铁锈的体积是原来钢筋的几倍,因此铁锈会使得钢筋表面破裂、剥落,从而使得钢筋的抗拉强度减弱。
2. 减小钢筋与混凝土之间的附着力钢筋与混凝土之间的附着力是混凝土结构中的重要参数之一。
钢筋锈蚀后,其表面会形成一层氧化铁,这种氧化铁的粘附力很差,不能很好地与混凝土结合,从而减小了钢筋与混凝土之间的附着力。
3. 减小混凝土结构的承载能力钢筋锈蚀后,其截面积减小,从而使得混凝土结构的承载能力下降。
当钢筋截面积减小到一定程度时,会导致混凝土结构的破坏。
三、钢筋锈蚀保护技术为了有效地解决钢筋锈蚀问题,人们开发出了很多防止钢筋锈蚀的技术。
下面将详细介绍钢筋锈蚀保护技术的种类。
1. 防腐涂层防腐涂层是一种常用的钢筋保护技术。
在钢筋表面涂上一层特殊的防腐漆,可以有效地防止钢筋被氧化。
常用的防腐涂层有环氧树脂、聚氨酯、有机硅等。
2. 阳极保护阳极保护是一种通过电化学反应来保护钢筋的技术。
将钢筋与一种更易被氧化的金属连接起来,使得钢筋成为一个更不容易被氧化的金属的阴极,从而保护钢筋不被氧化。
3. 防锈剂防锈剂是一种可以在钢筋表面形成一层保护膜的化学物质。
防锈剂可以与钢筋表面的氧化铁发生化学反应,形成一层保护膜,从而防止钢筋被氧化。
4. 碱性激活碱性激活是一种将碳酸钙、氢氧化钙等碱性物质溶解在水中,将其涂抹在混凝土表面的一种技术。
混凝土钢筋锈蚀标准一、引言随着建筑技术的发展和建筑结构的不断更新,混凝土钢筋锈蚀问题也逐渐引起人们的关注。
钢筋锈蚀不仅会降低混凝土结构的承载能力和使用寿命,甚至可能导致安全事故的发生。
因此,建立混凝土钢筋锈蚀标准,对于确保建筑物的安全性和可持续性发展具有重要意义。
二、混凝土钢筋锈蚀的定义和成因混凝土钢筋锈蚀是指钢筋表面长期暴露在潮湿环境中,受到氧气、水分和二氧化碳等因素的作用,导致钢筋表面形成氧化皮和锈层,使钢筋截面积减小,进而降低了混凝土结构的承载能力。
混凝土钢筋锈蚀的成因主要有以下几个方面:1. 氧化皮生长:钢筋暴露在空气中,表面会形成一层氧化皮,随着时间的推移,氧化皮不断生长,增加了钢筋与混凝土之间的界面阻力,导致混凝土的收缩变形。
2. 酸碱侵蚀:混凝土中的水分和二氧化碳会与钢筋表面的氧化皮发生反应,产生酸性物质,侵蚀钢筋表面,加速钢筋锈蚀的速度。
3. 氯离子侵蚀:氯离子是混凝土中最常见的一种离子,它可以渗入钢筋表面,与钢筋表面的铁离子发生反应,形成氯化铁,使得钢筋表面的锈层更加致密,加速钢筋锈蚀的速度。
4. 混凝土裂缝:混凝土结构中的裂缝会让水分和氧气进入混凝土内部,加速钢筋的锈蚀速度。
5. 环境气候:气候环境也是影响混凝土钢筋锈蚀的一个重要因素,高温、高湿、高盐度等环境会加速钢筋的锈蚀速度。
三、混凝土钢筋锈蚀的危害混凝土钢筋锈蚀会带来很多危害,主要表现为以下几个方面:1. 减少混凝土结构的承载能力:钢筋锈蚀后,钢筋截面积减小,承载能力也随之下降,从而影响混凝土结构的承载能力。
2. 缩短混凝土结构的使用寿命:钢筋锈蚀后,混凝土结构的耐久性也会随之下降,从而缩短混凝土结构的使用寿命。
3. 影响混凝土结构的安全性:钢筋锈蚀后,混凝土结构的安全性将受到威胁,如果长时间不得到修复和维护,可能会导致安全事故的发生。
四、混凝土钢筋锈蚀的标准为了确保混凝土结构的安全性和可持续性发展,建立混凝土钢筋锈蚀标准显得尤为重要。
钢筋锈蚀的危害一、概述在建筑工程中,钢筋混凝土因具有成本低廉、坚固耐用且材料来源广泛等优点而被土木工程的各个领域普遍采用。
钢筋混凝土既保持了混凝土抗压强度高的特性、又保持了钢筋很好的抗拉强度,同时钢筋与混凝土之间有着很好的黏结力和相近的热膨胀系数,混凝土又能对钢筋起到很好的保护作用,从而使混凝土结构物更好的工作,提高了混凝土的耐久性。
所以钢筋混凝土已成为现代建筑中材料的重要组成部分。
随着钢筋混凝土的广泛应用,它的优越性得到了进一步的体现。
但在使用过程中,混凝土中的钢筋锈蚀问题却不断出现。
钢筋锈蚀后,导致混凝土结构性能的裂化和破坏,主要有如下表现。
①钢筋锈蚀,导致截面积减少,从而使钢筋的力学性能下降。
大量的试验研究表明,对于截面积损失率达5%~10%的钢筋,其屈服强度和抗拉强度及延伸率均开始下降,对于截面积损失率大于10%,但小于60%的严重腐蚀,钢筋各项力学性能指标严重下降。
如:钢筋截面积损失率达1.2%、2.4%和5%时,钢筋混凝土板的承载能力分别下降8%、17%、和25%,钢筋截面积损失率达60%时,构件承载能力降低到与未配筋构件相近。
②钢筋腐蚀导致钢筋与混凝土之间的结合强度下降,从而不能把钢筋所受的拉伸强度有效传递给混凝土。
③钢筋锈蚀生成腐蚀产物,其体积是基体体积的2~4倍,腐蚀产物在混凝土和钢筋之间积聚,对混凝土的挤压力逐渐增大,混凝土保护层在这种挤压力的作用下拉应力逐渐加大,直到开裂、起鼓、剥落。
混凝土保护层破坏后,使钢筋与混凝土界面结合强度迅速下降,甚至完全丧失,不但影响结构物的正常使用,甚至使建筑物遭到完全破坏,给国家经济造成重大损失。
正如Mchta教授在2001年以《21世纪建筑结构的耐久性》为题,发表的如下主要观点,“钢筋腐蚀是钢筋混凝土结构破坏的主要机理”。
钢筋锈蚀已成为导致钢筋混凝土建筑物耐久性不足,过早破坏的主要原因,是世界普遍关注的一大灾害。
因此对混凝土中钢筋的锈蚀问题必须引起重视,并采取相应措施防止或减轻钢筋锈蚀的发生。
本文对钢筋锈蚀的原因,锈蚀产生的严重危害及防治措施进行论述,以期对混凝土中钢筋锈蚀的预防有所帮助。
2钢筋锈蚀的原因钢筋锈蚀的原因有两个方面:一是钢筋保护层的碳化,其碳化的原因是混凝土不密实,抗渗性能不足。
硬化的混凝土,由于水泥水化,生成氢氧化钙,故显碱性,pH值>12,此时钢筋表面生成一层稳定、致密、钝化的保护膜,使钢筋不生锈。
当不密实的混凝土置于空气中或含二氧化碳环境中时,由于二氧化碳的侵入,混凝土中的氢氧化钙与二氧化碳反应,生成碳酸钙等物质,其碱性逐渐降低,甚至消失,称其为混凝土的碳化。
当混凝土的pH值<12时,钢筋的钝化膜就不稳定,当pH值<n.5时,钢筋的钝化保护膜就遭破坏,钢筋的锈蚀便开始进行;二是氯离子的含量。
据有关试验证明,即便是pH值较高的溶液(如pH值>13),只要有4~6mg/L的氯离子含量,就足可以破坏钢筋的钝化膜,使钢筋失去钝化,在水和氧气的作用下导致钢筋锈蚀。
3钢筋锈蚀对混凝土产生的破坏状况钢筋锈蚀使混凝土的结构遭到严重破坏,造成了巨大的直接和间接的经济损失。
据2007年出版的有关文献记载,大量调查结果表明,自然环境中钢筋混凝土结构由于钢筋腐蚀造成破坏的情况遍及海港工程、水利工程、公路和桥梁、公共和民用建筑等各种设施。
在海港工程中,历年来,我国对海港工程破坏情况调查表明,海港工程结构破坏现象十分普遍和严重,一般使用十余年处于浪溅区的上层结构就因钢筋锈蚀而开裂;钢筋锈蚀原因主要是氯盐侵蚀而引起的。
如20世纪60年代南京水利科学研究院调查的华南、华东地区27座海港钢筋混凝土结构中,74%因钢筋腐蚀而导致结构破坏;1985年对连云港第一和第二码头混凝土上部结构调查也发现,具有不同程度的钢筋锈蚀破坏的纵梁分别占58%和84%,主筋截面最大损失率达24%,20世纪70—80年代里建造的天津港码头,运行15a左右破坏严重部位(码头前沿)的构件损失率达30%~50%,运行20a左右,损失率就达到50%~90%。
在水利工程中,据不完全统计,我国病险水利工程约占工程总量的50%,钢筋锈蚀是水利工程的主要病害之一,沿海水利工程钢筋锈蚀主要是氯盐污染引起的,内陆地区水利工程钢筋锈蚀主要是空气中二氧化碳渗入使混凝土碳化而引起的。
如1964年—1987年据江苏省水科所许冠绍等对61座挡潮闸进行耐久性调查,发现钢筋腐蚀导致上部结构破坏的占87%,其中严重破坏的占54%,主筋截面损失率达40%;1988年对40座内陆地区淡水闸的调查表明,因混凝土碳化引起的钢筋锈蚀而导致62%的上部结构破坏;童保权等1984年调查的浙江沿海22座使用仅7年到10多年的钢筋混凝土闸(967个构件)中钢筋腐蚀使混凝土顺筋裂缝、剥落、甚至锈断的构件占56%。
在公路和桥梁工程中,随着我国高速公路和城市立交桥的大量建设,钢筋腐蚀引起的桥梁破坏问题已开始显露出来,受氯盐污染的沿海地区、盐渍土地区和广大撤除冰盐地区的高速公路桥和市政桥梁破坏已十分严重,并已成为一个非常突出的灾害性问题。
如哈尔滨一大庆公路在建成5年后,混凝土就出现严重的顺筋开裂、剥落和层裂;北京西直门立交桥使用才19年,主要由于除冰盐造成的钢筋锈蚀和混凝土剥蚀非常严重,不得不于1999年重建;山东沿海的一些钢筋混凝土公路桥梁,同样由于盐害、冻害、和碳化等多种劣化因子作用,投入使用10年左右,混凝土保护层就出现严重的开裂、剥落,钢筋严重锈蚀,虽经维修加固,2~3年后仍出现腐蚀破坏,甚至有些桥梁需要重建。
在公共、民用建筑工程中,由于在建造时,掺加了氯盐防冻剂或使用海砂,建成不久就出现钢筋腐蚀破坏问题。
在1979年11月—1980年10月期间,钢筋混凝土设计规范专题组对我国11个有代表性的城市进行了调查,发现不少钢筋结构在设计基准内,有的甚至不到10年就由于钢筋锈蚀而影响其正常使用。
如1985年建造的西安某教学楼,由于加氯盐作为防冻剂,梁、柱等混凝土构件中钢筋腐蚀严重,不得不在次年进行加固修复;深圳和舟山的某些建筑,由于滥用海砂,尚未使用就已发生钢筋锈蚀破坏。
钢筋锈蚀对混凝土结构物造成了严重的危害,为了保证混凝土建筑物的正常工作,必须采取措施,防止混凝土中钢筋的锈蚀。
4钢筋锈蚀的预防措施通过大量的调查研究证明,钢筋锈蚀的原因正是由于混凝土保护层的碳化和氯离子的侵入而造成的,为了防止钢筋锈蚀,必须防止混凝土的碳化或减慢碳化速度和防止氯离子的侵入。
而混凝土碳化又是由于混凝土抗渗性能不足引起的,所以为防止碳化,必须提高混凝土的抗渗性。
其方法有:①降低水灰比。
混凝土是由水泥、粗、细骨料和水拌制而成,根据水泥完全水化的理论,需水量只有水泥重量的25%左右,但在拌制混凝土时,为了获的必要的流动性,满足施工要求,常用较多的水,即较大的水灰比w/c。
当混凝土硬化后,多余的水就会蒸发掉,形成毛细孔。
用水量越大,水泥水化后留下的毛细孔越多,渗透系数也越大。
所以在拌制混凝土时,在满足设计要求和施工要求的情况下,尽量降低水灰比,减少用水量,增加密实度,提高混凝土的抗渗性。
②掺外加剂。
一是掺引气型的减水剂,一方面使混凝土内部产生均匀、稳定、互不连通的微小气泡,阻止液体的渗透,另一方面也大大减少混凝土的用水量,增加混凝土的密实度,提高抗渗性;二是掺抗渗剂,掺抗渗剂在混凝土内形成胶体洛合物,填充、堵塞了混凝土内部的毛细孔缝,从而增加混凝土的密实度,提高抗渗性;三是掺膨胀剂,通过掺膨胀剂发生化学反应,使混凝土产生膨胀,在外力约束下,增加混凝土的密实度,也可提高抗渗性。
③选择合适的材料。
应选用颗粒细、水化热低的水泥。
因为越细,凝结越快,泌水越少,抗渗性能越好。
水泥标号一般不低于425号;并掺用适量优质掺合料;细骨料要求砂的颗粒均匀、圆滑、质地坚硬、平均粒径为0.4mm左右的河砂,含泥量<3%,并含适量的粉砂;选用粗骨料,除大体积外,一般情况下粒径5~30mm为宜,最大粒径不超过40mm。
含泥量<1%,要求组织细密、颗粒整齐、质地坚硬,另外级配要优良,以改善混凝土的和易性,增加密实度,提高抗渗性。
④加强养护。
如混凝土早期养护不好,水泥得不到正常水化,会降低混凝土的密实度,继而影响抗渗性。
所以一定要加强混凝土的早期湿润养护,时间不得少于14d,以保证水泥正常水化,增加密实度,提高抗渗性。
⑤防止裂缝。
混凝土建筑物中常见裂缝有:收缩裂缝、沉降裂缝、温度裂缝等。
防止收缩裂缝、沉降裂缝采取的措施有:除以上提到的1~4项外,混凝土搅拌时间要适当,浇筑时下料不要太快,防止堆积,振捣要密实,但避免过振,一般振捣时间为10~15s/次,混凝土初凝前要抹平,终凝前要压光,压光后要及时用湿草帘苫盖或喷涂养护剂认真养护。
夏天气温高,要及时喷水养护,使其保持湿润;防止温度裂缝的措施有:施工时,首先要考虑矿渣水泥、粉煤灰水泥,对于大体积混凝土要用中热或低热水泥,同时在保证强度指标的情况下加入一定量的活性掺合料(如粉煤灰、矿渣微粉等)。
在一定范围内,活性掺合料对水泥的代用量越多,降低混凝土温升的效果越好。
另外可充分利用混凝土的后期强度,根据工程结构实际承载的情况,用56d、90d的抗压强度代替28d的抗压强度做为设计强度。
如充分利用混凝土的后期强度,可使每方混凝土少用水泥约50kg,则混凝土温度可降低约5℃,可减少混凝土温度裂缝。
再就是在大体积混凝土里加入缓凝、引气型的减水剂,以改善其和易性、流动性、黏聚性、保水性。
通过分散减水和缓凝作用,可降低用水量,增加混凝土的密实度和强度,同时还降低水化热,推迟温峰出现的时间,因而减少温度裂缝,亦提高混凝土抗渗性。
此外,还可选择水化后产生氢氧化钙较多的水泥,如早强硅酸盐水泥、普通硅酸盐水泥等,这样也可以放慢碳化速度。
防止氯离子进入混凝土的措施有:①配置混凝土时不使用含氯离子的材料或外加剂。
②采取各种措施,提高混凝土的密实度,防止氯离子侵入混凝土内部,避免钢筋锈蚀。
③掺入阻锈剂,使钢筋表面的氧化膜趋于稳定,弥补表面的缺陷,使整个钢筋被一层氧化膜所包裹,致密性很好,能防止氯离子穿透,从而达到防锈的目的。
④适当增加钢筋混凝土保护层的厚度,以延缓二氧化碳、氯离子等到达钢筋表面的时间。
5结论虽然钢筋锈蚀会给混凝土建筑物带来严重的危害,但在实际施工中,只要加强领导,严格管理,精心施工,并根据环境的特点和材料的性质,采取相应的措施,是完全能够防止和推迟混凝土中钢筋的锈蚀,从而提高混凝土的使用性和耐久性我也始终相信,你每天的认真付出总会有回报,生命不息,努力不止,好运总会来!我不信命,因为我的命掌握在自己手中!。