氯盐对钢筋混凝土的侵蚀影响
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胀反应 , 使混凝土开裂 。二是增大混凝土的孑 L 隙率 , 使得氯离子
3 结 语
机理也 不相 同, 通常情况下 , 氯离子 的侵蚀过程是几种侵蚀方式
的 组合 。 对 于 暴 露 于海 水 环 境 的海 工 混凝 土结 构 . 氯 离 子侵 蚀 的 方 式 以氯 离 子 扩 散 为 主要 ,其 扩 散 速 度 取 决 于 混 凝 土 内外 氯 离 子 浓度 差 。 氯离 子侵 蚀 对混 凝 土 的 危 害 主要 有 二 个 方 面 : 一 是 引 起 膨
向混 凝 土 内部 干 燥 部 分 移 动 。由于 外 界 环 境 的不 同 , 氯 化物 侵 蚀
区域 . 该 区域成为小阳极 。 此时的大阴极就 是钢筋表面仍具有完
好 钝 化膜 的 区域 。 大 阴 极 与小 阳极 之 间形 成 锈 蚀 电位 , 坑 蚀 迅 速 发 展 起来 。 2 . 3 与 阳极 化 学 产 物 发 生 去 极 化 反应 . 加 速 锈 蚀进 程 通 常 把 阳极 极 化 过程 受 阻 称 作 极 化 作 用 , 把 加 速 阳 极 极 化 过 程 称作 去 极 化 作 用 。 在 氯离 子 侵 蚀 条 件 下 , 使 阳极 去 极 化 反 应 会 顺 利进 行 。 氯 离 子 与 阳 极 反 应产 物 铁 离 子 结 合 成 氯 化 铁 , 一 旦 遇 到 氢 氧根 离 子 生 成 氢 氧 化 铁沉 淀 , 进 而 生成 铁 的 氧化 物 。由此 可见 , 氯 离 子 在 去 极化 过 程 中起 到 了 中转 搬 运 的作 用 。 氯 离 子 不 仅促 成 了钢 筋 表 面 的锈 蚀 电 池 , 而 且 会 加 速 了锈 蚀 进 程 。
应式 如下 :
F e —} F e + 2 e f 1 1
常使用 的要 求 , 最终会影响整个结构 的安全l L 。其 中, 氯盐侵蚀 引起 的钢筋锈蚀是最普遍 的原 因。 所以, 全面了解 氯盐对混凝土
结 构 的侵 蚀 机 理 尤 为 必 要 。 1 氯 盐 对 混凝 土 的侵 蚀 影 响
建筑 工程 学 院 , 湖南 长沙
4 1 0 1 3 2 )
要: 氯 盐侵 蚀 对 混 凝 土 及 钢 筋 的锈 蚀 危 害性 不 容 忽视 。 氯 盐 侵 蚀会 引起 混凝 土膨 胀 开 裂 , 加 剧 钢 筋锈 蚀 , 导 致 钢 筋 混 凝 土 构
件 承 载 力下 降。 全 面 了解 氯 盐侵 蚀 机 理 对 整 个 结 构 的安 全 性 和 耐 久 性评 估 意 义 深远 。
2 F e ( O H) 3 - + F e 2 O 3 + H 2 O
( 4 )
沿海混凝土建 筑物和公路 发生锈蚀 破坏 的最重要原 因是
氯 盐侵 蚀 。来 自外 界 环 境 的氯 离 子 可 以和 混 凝 土 中 的氢 氧 化 钙 等 发生 反 应 ,生 成 易 溶 的氯 化 钙 和 带 有 大 量 结 晶水 且 比反 应 物
体积大几倍 的固相化合物 , 造成混凝土的膨胀破坏 。
氯 离 子侵 蚀 混 凝 土 的方 式 主 要 有 以 下 几 种 : ( 1 ) 渗透作 用 , 即 在水 压 力 作 用 下 氯 化 物 向压 力 较 低 的方 向移 动 ; ( 2 ) 电化 学 作
破坏 , 带有二氧化碳和氧气 的空气渗入混凝土微孑 L 溶液 中 , 并在
( 5 ) 2 . 2 在钢 筋 表 面形 成 锈 蚀 电 池 , 造 成 局 部 坑 蚀 或均 匀 锈 蚀
由于氯离子 半径相对很 小 , 电负性较 强 , 因 而 其 吸 附性 和 扩散 穿透 力 极 强 . 比较 容 易 通过 毛 细 吸 附 和 扩 散 作 用 穿 透 混 凝 土 保 护层 到 达 钢 筋 表 面 。 一 旦 钢 筋 表 面 的 氯 离 子 浓 度 达 到 临 界 状态时 , 钢 筋 的 初 锈 时 间也 就 开 始 。 此 时 钢 筋表 面 的钝 化 膜 发 生
钢 筋 周 围形 成 了 电解 液 。 为 钢 筋 的 电化 学 反应 提供 了条 件 。 在 大 多 数 情况 下 ,钢筋 表 面 去 除钝 化 膜 的 破坏 最初 发 生 在 一 些 局 部
用, 即氯离子向电位较高的方向移动 ; ( 3 ) 扩散 作用 , 即氯离子从 浓 度高的地方 向浓度低 的地方移动 ; ( 4 ) 毛细管作 用 , 即氯化物
F e 2 + + 2 C l — + 4 H2 0 —} F e C l 2 ・ 4 H2 0
( 2 )
F e C I 2 . 4 H 2 0 一F e ( O H) 2 + 2 C 1 + 2 H + 2 H 2 0
( 3 )
4 F e ( O H) 2 + 0 2 + H 2 0 — + 4 F e ( O H) 3
关键词 : 氯盐: 侵蚀 : 钢 筋 混 凝 土
中 图分 类 号 : T U 5 2 8 文献标志码 : A 文章编号 : 1 0 0 3 — 5 1 6 8 ( 2 0 1 4 ) 1 1 - 0 0 8 2 一 o l 在 影 响结 构抗 力 衰减 的众 多 因 素 中 , 钢 筋 锈 蚀 是 导 致 混 凝 土结 构 性 能 退 化 的最 主 要 原 因之 一 .混 凝 土 结 构 性 能 退 化 与 混 凝 土 中钢 筋 锈 蚀 发 展 过 程 有 着 密 切 关 系 ,一 旦 结 构 不 能 满 足 正 离 态 的氯 离子 会 周 而 复 始 的起 到 破坏 作 用 。锈 蚀 过 程 的 主 要 反
2 0 1 4 . NO . 0 6
J o u r n a l o f H e n a n S c i e n c e a n d T e c h n o l o g y
工程 与材 料 科 学
氯盐对钢筋混凝土的侵蚀影响
罗 旭 虹
( 湖 南省 交通 职 业技 术 学 院 摘