混凝土的钢筋锈蚀.ppt

混凝土的钢筋锈蚀钢筋锈蚀已成为混凝土结构耐久性破坏中的首要因素。1985年，美国各类腐蚀引起损失达1680亿美元，钢筋锈蚀占40%左右；九十年代初，美国全部57.5万座钢筋混凝土桥中因钢锈破坏而限载通车的公路桥占1/4，其中已经不能通车的占1%（约5000座），仅维修费高达900亿美元。我国交通部门于1980年对华南地区18座码头调查的结果发现：80%以上在使用不到20年间就出现了严重或较严重的钢筋锈蚀破坏；北方地区，北京西直门旧立交桥仅运行18年就拆除重建，沈阳文化路大立交桥使用13年后因钢筋锈蚀严重破坏，哈大公路，在建成5年后混凝土出现严重的顺筋胀裂和剥落。(1)钢筋锈蚀破坏机理原电池反应原理电极电位的形成原理图钢筋微电池腐蚀混凝土的保护作用钢筋锈蚀产生的裂缝混凝土碳化与钢筋锈蚀氯盐导致钢筋锈蚀(Cl-/OH-≥0.6)钢筋混凝土锈蚀破坏机理(2)钢筋锈蚀破坏特征钢筋－混凝土间“握裹力”下降与丧失钢筋断面损失：以局部腐蚀为主，均匀腐蚀较少。(3)钢筋锈蚀影响因素混凝土保护层的完好性：成型质量：混凝土工作性、成型振动方式；表面开裂：材料性能、养护制度。开裂造成钢筋预应力损失混凝土液相pH值：pH＞10，钢筋锈蚀速率很小；pH≤4时，钢筋锈蚀速率急剧增加；水泥品种、矿物掺合料不同，混凝土的碱度不同，碳化不同，对钢筋的保护不同。粉煤灰减小混凝土的氯离子扩散的作用混凝土Ｃl-含量：预应力混凝土：Cl-总量不超过0.06%(水泥质量)；普通混凝土：Cl-总量不超过0.10%(水泥质量)。水：200～350mg/L；海砂：低于0.06%；外加剂：防冻剂、早强剂。环境条件：氯盐、潮湿、冷热交替、干湿变化。表面渗透型防水涂层在混凝土表面涂以渗透型涂层材料，这些渗入的物质，可与混凝土组分起化学作用和堵塞孔隙，或自行聚合形成连续性憎水膜；典型代表应属有机硅类材料，如烷基烷氧基硅烷等；防水、透气，用于轻腐蚀环境下的混凝土防“老化”，如碳化、中性化。表面涂层沥青、煤焦油类：用于地下工程，有较好的防水、防腐性能，价格低廉。油漆类：耐碱、弹性。一般不能在潮湿基面上施工，易老化、不耐久。防水涂料：有效防止水、水汽进入混凝土中，则能起到防止、减缓钢筋混凝土腐蚀的效果。树脂类涂料：环氧树脂、己烯基树脂、丙烯酸树脂、聚氨酯等都可用于混凝土的面层涂料，以环氧树脂为主的涂层，有较好的防护性能和耐久性，可用于较严酷的腐蚀环境中。具氧化性，如亚硝酸盐、铬酸盐、硼酸盐等。Fe2++OH-+NO2-→γ-FeOOH+NOCl-的破坏作用与亚硝酸盐的成膜作用同时存在，当NO2-量大于Cl-量时，钢筋锈蚀被阻止。阴极型：主要作用于阴极区，其主要作用机理是这类物质大都是表面活性物质，它们选择性地吸附在阴极区，形成吸附膜，从而阻止或减缓电化学反应的阴极过程。主要技术特点:涂层制作：环氧涂层钢筋采用静电粉末喷涂的方法，在工厂对钢筋涂层。能保证涂层与基体钢筋的良好粘结，抗拉、抗弯好，90°弯曲不出现裂缝，这是其他涂层难以达到的。环氧涂层钢筋与混凝土的握裹力下降幅度最小(相关标准允许降低10%)，而其他涂层都可能使握裹力大幅度降低(甚至超过50%)。环氧树脂粉末涂层还具备以下性能：①耐碱性。能长期经受混凝土的高碱性环境(pH=12.5～13.5)；②耐化学侵蚀。由于环氧树脂粉末涂层具有很高的化学稳定性和耐腐蚀性，并且膜层具有不渗透性，因此能阻止水、氧、氯盐等腐蚀介质与钢筋接触；③弹性和耐摩擦性都是良好的。使用中应注意问题:保证钢筋表面环氧涂层的完整性，无孔洞、破伤或膜层太薄等;运输、装卸过程中，应最大限度的保证不碰伤、划伤钢筋表面的环氧涂层；施工中，人和机械搅捣，都不应碰伤、划伤、损坏钢筋表面的环氧涂层。环氧涂层钢筋在价格方面要比普通钢筋贵，在国外，增加的费用可能占到整个工程总造价的1%～2%。混凝土中钢筋阴极保护示意(a)-外加电流法；(b)-牺牲阳极法1-混凝土；2-钢筋(阴极)；3-铸铁阳极；4-直流电源；5-水；6-镁阳极电化学除氯阻锈法:在外加电场作用下，使钢筋混凝土中氯盐被排出，钢筋重新钝化的一种混凝土结构无损修复技术．从上世纪九十年代开始在北美、英国、德国、瑞士、日本及中东等20多个国家和地区得到一定工程应用，总应用面积在20万m2左右。可能产生的负面影响：混凝土中其它阴离子如OH-、SO42-、NO2-（如以Ca(NO2)2作为阻锈剂掺入使用时）也同时被排出，可能导致部分CSH、硫铝酸盐水化产物会发生分解，从而导致混凝土内层孔隙结构粗化；同时在钢筋-混凝土界面处聚集了大量富钠、富钙、富铁、富钙的水化产物，可能导致或加速碱-骨料反应破坏。在外加电场作用下，混凝土中钢筋阴极极化反应生成的大量氢气，可能导致钢筋抗拉强度和延性降低而发生“氢致脆断”破坏象。材料用修补砂浆BS3