鋼筋混凝土的腐蝕因素
影響多孔混凝土溶液鈍化效果的因素有很多。當氯離子滲透到鋼筋中,達到臨界濃度時,鈍化膜被破壞。在濕混凝土中,多孔混凝土即使吸收堿性水也會發(fā)生局部腐蝕。在鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)中,氯離子濃度限制在水泥質(zhì)量的0.4%,而在預應力混凝土結(jié)構(gòu)中,氯離子濃度限制在水泥質(zhì)量的0.2%。
另一個鈍化的原因是混凝土堿度的降低。當混凝土與大氣中的二氧化碳發(fā)生反應并碳化時,就會發(fā)生這種情況。當插入結(jié)構(gòu)的鋼構(gòu)件上有足夠厚的混凝土覆蓋層時,特別是當有密度高、孔隙率低的混凝土時,碳化就無關緊要了。如果混凝土質(zhì)量很差或混凝土保護層很薄,只有在氧氣侵入的情況下,濕混凝土才有腐蝕的危險。如果混凝土四周已完全飽和,從而阻礙了氧氣的侵入,鋼筋的任何一點都不會發(fā)生陰極反應,未鈍化的鋼材也不會被腐蝕。
在任何情況下,如果部分鋼筋暴露在大氣中,就會形成腐蝕性電池。當陰極比表面積與陽極比表面積的比值很高,且陰極處于良好的充氣狀態(tài)時,陽極區(qū)域會發(fā)生很高的腐蝕速率。
一、影響鋼筋在混凝土中的腐蝕因素
(1)鋼筋自身的影響
鋼筋的不均勻性是由于其化學組成或晶體結(jié)構(gòu)上的差異、受力程度不同、鈍化膜的不連續(xù)或表面被污染有差別等等。這些不均勻性將導致存在電位差和形成腐蝕電池。
(2)氯化物的影響
氯離子能加速鋼筋的腐蝕已在大量工程實踐中得到證實。對于它的作用機理人們在認識上雖然尚有分歧,但大體上認為氯離子能破壞鋼筋表面的鈍化膜,進而使鋼筋發(fā)生局部腐蝕。
(3)碳化的影響
碳化作用是指空氣中的CO與混凝土中氫氧化鈣的作用,鋼筋因此從鈍化狀態(tài)進入活化狀態(tài),導致混凝土粉化,使之失去對鋼筋起保護層任用。由于PH的降低,氯化鋁酸鹽不再穩(wěn)定,釋放氯離子,并使游離氯離子的深度增大。
空氣中的CO2是透過混凝土中未完全充水的粗毛細孔道,以氣相擴散到混凝土中部分充水的毛細孔中,再與其中的孔隙液所溶解的氫氧化鈣進行中和反應。最適宜混凝土碳化的空氣相對濕度是50%~75%。影響碳化作用速度的主要因素是混凝土的密實度,即抗透性,它與混凝土的水灰比及單位水泥用量有關。
(4)氧和水的影響
如前所述,氧參與鋼筋腐蝕電化學過程的陰極反應,因而鋼筋的腐蝕速度受到水中溶解氧擴散過程控制。水不僅可加速混凝土的碳化作用,也為鋼筋的腐蝕提供了條件。在工程上混凝土中鋼筋的腐蝕還會受到溫度、雜散電流等環(huán)境因素的影響。
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