关于高速铁路高性能混凝土防腐蚀问题的思考
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Abstract: The characteristics of corrosive concrete and the medium environment of railway reinforced
的工业水(酸性、含盐生产水和废水)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 位主要是钢筋混凝土基础及其它水没部位等; (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钢 筋混凝土部件地上部位等; (4)固态介质 包括带有腐蚀性酸、碱、盐的颗粒、粉尘和以 固体为分散相的气溶胶,主要作用于钢筋混凝土上 部结构的构件; (5)污染土 系指建筑场地由于生产或自然环境(盐渍土,沿 海地区)等综合因素造成地基土的污染,主要作用于 地下水部位的钢筋混凝土构筑物。
中图分类号:TU528 文献标识码:A DOI:10.13726/ki.11-2706/tq.2017.11.034.06
Reflections on the Corrosion Prevention of High Performance Concrete for High Speed Railway
用的高性能混凝土的数量需求将越来越大,质量要 求也会越来越高。所以,对高性能混凝土的研究十 分必要。相应地,为保证高性能混凝土结构的耐久 性,防止或减少高性能钢筋混凝土结构中腐蚀的出 现,对高性能混凝土防腐蚀问题的进一步深入探讨 也势在必行。
1 铁路钢筋混凝土结构腐蚀的特点与介质 环境
1.1 铁路钢筋混凝土结构腐蚀的特点
经验交流 Experience Exchange
关于高速铁路高性能混凝 土防腐蚀问题的思考
孟悠琦 (中国工业防腐蚀技术协会,北京 100101) 摘 要:本文归纳了铁路钢筋混凝土腐蚀的特点与介质环境,并针对高速铁路高性能混凝土 所处的环境类别,对高速铁路混凝土的设计和施工提出了一些建议。 关键词:高速铁路 高性能混凝土 防腐蚀 环境类别 设计 施工
钢筋的氢脆 如果钢筋内部有缺陷存在,进入钢筋晶格中的 氢原子就会结合成氢分子,从形成气泡,使钢筋变 脆,即氢脆。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。 上述腐蚀发生时,钢筋混凝土最常见的的一种 破坏现象就是裂纹。铁路混凝土桥梁、轨枕和电杆 的裂纹相当严重,隧道、涵洞混凝土的裂纹也屡见 不鲜。
Key words: high-speed railway; high performance concrete; anticorrosion; environmental category;
技 术
design举世瞩目。特别是 全长 1318 公里的京沪高速铁路,其投资规模之大, 技术标准之高,一次建设里程之长,在世界铁路史 上,甚至是建筑史上都前所未有。在高铁建设中, 出于质量、经济等方面的考虑,桥隧比例都很高。 还拿京沪高铁来讲,桥隧长度达 1083km ,占总长 度的 82% 。这样一来,混凝土用量就特别巨大。而 且,为保证工程的百年寿命,高铁建设用的都是高 性能混凝土。 我国的高铁建设如火如荼,加之城铁、地铁建 设,以及参与世界高铁建设的需要,铁路建设所使
1.2 影响钢筋混凝土结构腐蚀的介质
中冶建筑设计总院的何鸣先生按形态把对钢筋 混凝土结构腐蚀的介质归纳为成5类,简明、科学。 (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、盐雾等),其作用的部位主要上部 结构及构件; (2)腐蚀性水 系指在工业生产过程中受到各种有害介质污染
技 术
随着国内外混凝土桥梁病害事故增加和对混凝 土腐蚀机理认识的加深,人们对混凝土桥梁的腐蚀
作者简介:孟悠琦(1972-) ,女,河南三门峡人,经济师,本科,主要从事防腐蚀研究和管理工作。
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TOTAL CORROSION CONTROL VOL.31 No.11 NOV. 2017
经验交流 Experience Exchange
问题越来越重视。 钢筋混凝土结构材料是混凝土与钢筋的复合 体,由于自身结构以及所处环境的千差万别,它的 腐蚀形态也有很多表现形式。按施工作业技术的不 同的,我们可以把它分为普通手段施工作业(非预 应力)的钢筋混凝土和预应力钢筋混凝土两种腐蚀 情况: (1)普通手段施工作业的钢筋混凝土 自身腐蚀 由于混凝土的耐久性不足,在有害介质的直接 作用下其本身被破坏,或由于钢筋的裸露、锈蚀而 导致整个结构的破坏。 外部介质作用腐蚀 混凝土本身并未腐蚀,但由于外部介质的作 用,导致混凝土本身保护层的改变或引入了激发钢 筋锈蚀的离子,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,钢筋的锈蚀物的积比原金属 体积增大2~10倍。由于锈蚀产物的膨胀,对混凝土 保护层产生巨大的内聚应力,其数值高达 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。这些裂缝进一步成为腐蚀性 介质渗入混凝土达到钢筋表面的通道,加速了钢筋 的锈蚀,形成恶性循环。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 结构件丧失承载能力; (2) 预应力钢筋混凝土 预应力钢筋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(钢 绞线)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: 钢筋应力腐蚀 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产生破坏。
concrete was summarized in this paper, and some suggestions on the design and construction of high-speed railway concrete were put forward which based on the environmental categories of high-performance concrete.