城市钢筋混凝土结构腐蚀与防护的必要性探讨

发表时间:2020/7/27   来源:《基层建设》2020年第9期   作者:孙翠
[导读] 摘要:钢筋混凝土结构是建筑工程施工中的常见结构,具有抗压抗拉性强、耐久性能好等优势,在工程施工中的应用更加成熟。
        山东商务职业学院  山东烟台  264000
        摘要:钢筋混凝土结构是建筑工程施工中的常见结构,具有抗压抗拉性强、耐久性能好等优势,在工程施工中的应用更加成熟。钢筋混凝土受到多种因素的影响,容易出现腐蚀问题,影响到工程质量和安全性,需要采取科学有效的防护措施,提升钢筋混凝土结构的性能。
        关键词:城市钢筋混凝土结构;腐蚀;防护
        引言
        钢筋混凝土结构作为建筑工程最常见的一种结构形式,其耐久性、可靠性由于腐蚀而遭受巨大影响,进而严重威胁了建筑物安全。钢筋混凝土属于复杂体系,是由水、气、固三态混合而成,因此引发腐蚀现象的因素有很多。而对于工程质量的保障、建筑物使用寿命延长来说,结合各类环境下钢筋混凝土结构腐蚀原因与机理,并提出针对性、有效的预防措施,意义十分重要。
        1钢筋混凝土结构腐蚀基本原理
        大量研究数据证实,钢筋混凝土结构中钢筋锈蚀的主要原因是钢筋表面发生了电化学反应。发生电化学反应必须满足两个基本条件,一是存在电位差,二是存在反应发生时的电解质液。在钢筋混凝土结构中,钢筋被混凝土包裹,混凝土中存在高碱性物质,使混凝土具有很强的碱性。在这种碱性环境中,钢筋表面会沉积一层致密的碱性钝化膜,这种膜能够抑制阳极反应,从而阻止钢筋锈蚀。当酸性物质进入混凝土中,其与混凝土中的碱性物质发生酸碱中和反应,从而使混凝土的pH值降低,造成钝化膜的破坏,进而失去对钢筋的保护作用,这就给电化学反应的发生创造了条件。当钝化膜遭到破坏时,便产生活化点,此为阳极区段,其可以产生自由释放的电子;混凝土中还有水和氧的存在,可以形成电解质液,此为阴极区段,此时构件内部存在电位差。当上述两个条件同时存在时,钢筋表面就会发生电化学反应,进而被腐蚀,尤其在潮湿环境中,此现象更加明显。
        2钢筋混凝土桥梁防腐蚀处理的原则
        现代化的国家建设、发展,对于工程质量方面的重视程度不断提升,防腐蚀工作开展,是具有硬性规范的内容,如果没有在该方面取得理想的成绩,则很容易导致后续工作的前进,遭遇到较多的挑战,甚至是产生无法弥补的损失。(1)防腐蚀处理的初期阶段,必须加强钢筋混凝土桥梁的调查研究,要坚持在相关数据、信息上开展准确的搜集,促使每一项工作的进行,都具有足够的依据,这对于将来工作的进步,能够奠定坚实的基础,同时在问题的综合解决上,不会出现新的疏漏情况;(2)在处理工作的开展过程中,应坚持在监督力度上不断的增加,发现任何的挑战和不足,都要及时的弥补,为钢筋混凝土桥梁的质量巩固,提供更多的保障。
        3钢筋混凝土中钢筋腐蚀防范措施
        3.1严格控制钢筋混凝土原材料质量
        首先应将低碱水泥、普通硅酸盐水泥作为首选,在高性能混凝土的使用下,严格控制水泥质量,最大限度避免施工现场内出现不合格产品;其次,确保掺合料、低碱外加剂为合格产品。优质的Ⅰ、Ⅱ级粉煤灰基本能够达到600m2/kg的细度,颗粒外形呈圆形,在与水泥掺合之后会有良好的物理级配形成,如此即可使混凝土密实性得到显著提升;最后,合理选择功能材料,促使钢筋混凝土结构中氢氧化钙能够生成水化铝酸钙和水化硅酸钙等具有较高强度的物质,如此一来既可实现混凝土碱度的有效降低,使混凝土内孔结构、骨料界面结构得到显著改善,也可使混凝土具有更高的强度和更优良的密实性,可最大限度避免混凝土结构内部与空气之间的接触。
        3.2钢筋表面涂层防护
        在钢筋表面进行涂层防护也能有效的对钢筋进行防护。其中,复合涂层钢筋由钢筋表面的各种涂层制成,Zn/EC钢筋是一种复合涂层钢筋,是通过在碳钢钢表面喷涂锌涂层而得到的。然后涂上环氧树脂涂层。

而环氧树脂涂层钢筋则是普通钢筋表面涂覆环氧树脂保护层,其厚度一般为0.15~0.30mm,环氧树脂涂层能够有效隔绝钢筋外部的腐蚀物质,防止钢筋被腐蚀,从而大幅度的提高工程结构的耐久性。。通常使用的涂层金属是:锌、镍、铬等。对于普通钢筋,镀锌是一种阳极涂层,具有优异的电化学保护。腐蚀对粘接强度有一定影响。镀锌钢筋和普通带肋钢筋加速腐蚀14天后,镀锌钢筋的粘结强度降低了18.0%,普通碳素钢筋的粘结强度降低了25.8%。因为锌腐蚀产物的体积变化小于普通碳钢的体积变化,腐蚀产物扩散到混凝土的孔隙中。镀锌可以有效地减少钢筋在混凝土中的腐蚀,同时改变钢筋混凝土之间的粘结行为。
        3.3防止氯离子进入混凝土
        混凝土中的水泥、外加剂是氯离子的主要来源,也是最容易出现氯离子超标的材料,因此在选择材料时,就应做好严格的检测工作。水泥检测合格后才可加入混凝土中;对于外加剂的选择,首先要遵循国家标准、规范,其次要考虑成本和含量。防止出现氯离子超标现象,有效地预防氯离子对钢筋的破坏,保护好混凝土结构,从而延长其使用寿命。
        3.4添加混凝土防腐剂
        首先,混凝土中添加矿物掺合料后,实际水泥用量相应的减少,从而使得水泥中的C3S以及C3A的含量会被逐渐稀释;另外,如有额外添加的矿物掺合料中还有大量的活性二氧化硅以及氧化钙成分,因此能够将水泥水化过程中产生的CH进行大量消耗,从而形成一种凝胶物质,使得水泥的微观结构得到了进一步改善,有效降低了混凝土结构的孔隙率,而且还能有效增加集料界面区的粘结力,从而使着混凝土密实程度也能得到有效提升。随着当今工程施工中对混凝土防护功能要求的不断提升,市场上也出现了大量的复合型混凝土防腐剂,该防腐剂主要是在混凝土防腐剂中加入了适量的高效减水剂以及引气剂,这样就能在充分保证混凝土拌合物物性的前提下,有效的控制了混凝土的水胶比,如此就能够避免混凝土运行的过程中因为收缩而出现开裂渗漏现象,不是也有效的提升了水泥材料的抗腐蚀性能。此外,近年来人们还研发出了一种粉状混凝土防腐阻锈剂,这种防腐阻锈剂主要是有自修活性组份、粉煤灰、硅微粉、水滑石等配制而成,这种混凝土防腐阻锈剂能够有效提升混凝土的性能强度,而且也能有效提升混凝土的防腐蚀性。
        3.5优化混凝土孔隙结构
        硬化混凝土由三部分组成:骨料、界面过渡区和硬化水泥浆。界面过渡区和硬化水泥浆中有大量的孔隙。研究表明界面过渡区的孔隙度可达到约50%,远高于浆料的平均孔隙率,这使得过渡区中的氯离子迁移比凝胶化系统更容易。因此,优化混凝土的孔隙结构,特别是界面过渡区的孔隙结构,对于降低氯离子从混凝土表面到钢表面的迁移和渗透速率是必不可少的。目前,优化混凝土孔隙结构的方法研究主要集中在优化水泥浆料的组成和混凝土的内部养护.
        结语
        综上所述,在进行钢筋混凝土中钢筋腐蚀原理研究的过程中,因为钢筋腐蚀原理自身的复杂性,所以,在进行防腐蚀时,需要结合实际情况,提出有效的应对举措,尽可能降低腐蚀的速度,从而为我国钢筋混凝土中的钢筋防腐技术的提高奠定坚实的理论基础。
        参考文献
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