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摘要:钢筋混凝土的组成主要是由碎石以及砂石和水泥等材料构成,这些材料成本比较低,因此在建筑工程当中实际应用自身的成本也不是很高,因此,钢筋混凝土结构的特点主要就是成本低以及性能良好等。然而现阶段对钢筋混凝土的应用情况可以发现,腐蚀问题还是非常的明显,对于钢筋混凝土结构性能有着很大的影响。所以,对钢筋混凝土当中钢筋腐蚀进行合理处理,相对于建筑整体有着很重要的作用和意义。
关键词:钢筋混凝土;钢筋腐蚀;原理
1钢筋混凝土结构防腐蚀的意义
钢筋混凝土造价偏低,兼具钢筋与混凝土的优点,被广泛地运用于土建工程中。钢筋混凝土结构损坏的原因中,钢筋锈蚀十分关键。新鲜混凝土pH值通常超过12.5,呈碱性,而钢筋在碱性环境中极易有钝化作用产生,以致于钢筋表面有一层可阻止混凝土中钢筋锈蚀的钝化膜产生,然而当水汽、氯离子及二氧化碳等有害物质通过混凝土表面孔隙进入其内部,中和了混凝土材料中碱性物质之后,会降低混凝土的pH值,钢筋表面钝化膜在pH值降低至9以下时就会受到损坏,锈蚀钢筋。而在不断加剧的锈蚀下,混凝土保护层也会有开裂的情况出现,并逐渐损坏混凝土与钢筋间的黏结力,如此一来钢筋受力截面就会减少,且结构不再具备足够的强度,最终影响结构的耐久性。因此,预防钢筋混凝土结构腐蚀的意义十分关键。
2钢筋混凝土腐蚀基本原理
2.1钢筋混凝土腐蚀基本原理
因为钢筋混凝土在实际的生产当中往往会产生相应的Ca(OH)2,在钢筋混凝土表面产生一层相应的保护膜,能够有效避免钢筋产生腐蚀的情况。若是因为外部自然环境产生变化,使得钢筋局部产生了相应的腐蚀状况,这样就会产生铁锈。对钢筋的横断面积减少,并且对钢筋自身的力学性能也会产生很大的影响。在此基础上,铁锈的体积比铁的体积大,混凝土自身较为致密的保护层出现裂缝,严重的还会造成脱落情况出现,这样就会使得混凝土当中的钢筋更加的被容易腐蚀。在电化学角度分析,对于钢筋的腐蚀情况中主要是因为外部自然环境不同,钢筋表面所形成的电位也是不同的,对于该区域的阳极区和阴极区产生,阳极区的钢筋能够产生较为活跃的电子,对于阴极区的钢筋主要就是在水和氧气的共同作用下从而造成电化学反应的产生。
2.2碳化作用下的钢筋腐蚀机理
二氧化碳在溶解到水中可以产生不稳定并且和很容易分解的二元弱酸H2CO3。在自然环境下,其状态不稳定,继而会产生分解反应,使得其实现稳定的状态。对溶液当中所存在的二氧化碳和碳酸和电离产物HCO-3、H+、CO2-3来讲,H+使溶液呈现弱酸性。为了能够对钢筋内部的钢筋很好的保护,在混凝土的生产制作当中一般对空隙液设置为强碱性,从而在钢筋表面可以形成非常良好的保护层,通常其酸碱性都是大于13.5。若是空气当中的二氧化碳随着时间的发展,其逐渐的渗入到混凝土内部当中,同时和混凝土当中的空隙液进行产生酸化反应。因为混凝土自身的空隙液其酸碱性属于强碱性,同时在这当中还有很多碱性物质氢氧化钙(Ca(OH)2)存在,其会出现不可逆的化学反应,使得空隙液当中的酸碱性值降低。若是空隙液当中的酸碱性值小于12.5之后,钢筋表面由于强碱性而产生相应的钝化保护层就会被损坏。碳化反应当中的水总量在这个反应当中不会相应的降低。若是自然环境当中的二氧化碳不断的在混凝土空隙液当中进行扩散,这种化学反应也会一直的持续,一直到空隙液当中的酸碱性为中性,这样钢筋表面的保护层也就逐渐的被完全损坏。
2.3氯离子作用下的钢筋腐蚀原理
钢筋混凝土中含有自由态、化合态的两种氯离子,但是引发钢筋混凝土结构出现腐蚀的却是自由态氯离子。游离的氯离子与水接触后会形成盐酸,并与混凝土中的氢氧化钠产生反应,严重影响混凝土密实性。同时,氯离子具有显著的去钝化效果,与钢筋表面接触后会对钝化膜造成严重损害,腐蚀钢筋之后形成的氧化物会使体积出现2.5~4倍的膨胀,混凝土当中会产生不能承受的拉应力,这样就会造成张力裂缝产生,对于钢筋以及混凝土自身的握裹力有着很大的影响,从而对钢筋混凝土结构自身的承载力有着很大的降低影响,严重的也会造成钢筋保护层局部出现脱落的状况。
3钢筋混凝土结构防腐问题的解决措施
3.1对钢筋混凝土的配比材料质量进行严格控制
钢筋混凝土结构施工过程中最重要的因素是建筑材料的质量。通过确保材料的质量可以保证施工效果。因此,在具体的物料管理过程中,首先要对物料质量进行管理,严格监督物料对施工及监理部门的质量控制,严格控制施工材料的质量。确保整个施工过程的顺利开展。
3.2在钢筋混凝土结构中采用保护与修复措施
钢筋混凝土结构的防锈处理必须结合当地的气候和地理环境,必须根据区域采取防腐措施。在具体的防锈处理中,根据不同地区的不同混凝土结构采用不同的防护方法。例如,在经济和建筑业发展的地区,经常使用钢筋混凝土结构,并且钢筋的厚度和数量正在增加。为了确保这一点。钢筋混凝土结构的密度必须在大的区域中调节,以此来确保混凝土结构在实际的应用中不会产生裂缝。还有,相对于北方区域,因为冷热温差比较大,调整钢筋混凝土结构的密度以提高耐久性。对于在使用过程中已被腐蚀的钢筋混凝土结构,必须快速修复,以避免腐蚀区域的膨胀并减少腐蚀造成的损坏。
3.3做好钢筋混凝土结构防水性能的提升
钢筋混凝土结构腐蚀和钝化的最重要原因是水浸,解决钢筋混凝土结构腐蚀问题最重要的是提高防水性能和浸水概率。它是减少。在混凝土防腐处理过程中,混凝土板在钢筋混凝土结构设计中应防水,应通过技术控制提高防水性能,并采取具体措施加强接缝,如避免钢筋混凝土结构的应力会降低防水性能,以确保整个防水层不被破坏,确保钢筋混凝土自身的防水性能良好,从而将钢筋混凝土被腐蚀的几率降低。
3.4添加矿物质粉末
硅灰、粉煤灰等矿物质粉末的添加,能使水泥浆的密实性得到提升,并将腐蚀介质侵入通道阻断,从而推动防腐目的的实现。由凝固的火山熔岩改造而成的高强黑曜石玻璃粉末,直径不超过2微米,生产期间无污染、无毒,具有耐磨、隔热、耐腐蚀、耐高温、防辐射等特点,且具有超出钢铁12倍的强度。高强黑曜石玻璃粉末中丰富的纳米级微粒可将毛细微孔堵塞,在将混凝土致密性提升的基础上,使其具有更为显著的耐腐蚀、防水性能。同时,由于粉末是光滑高强玻璃状微粒的缘故,可使混凝土均匀性得到显著改善,使其结构薄弱点减少,提升整体结构强度,并且与水泥浆中的碱性物质能够生成水化铝酸钙等胶凝物质,可将混凝土中的毛细组织堵塞,促使钢筋混凝土防水性能得到提升。因此,将适当的高强黑曜石玻璃粉末加入混凝土之后,可显著提升混凝土强度、耐腐蚀及防水等性能,值得大力推广使用。
结语
钢筋混凝土结构中尽管有大量会对其耐久性构成影响的因素存在,然而钢筋锈蚀才是对其耐久性构成影响的最为重要的因素,因此,针对钢筋锈蚀问题相关人员必须予以高度重视。结构设计期间,需要合理设置保护层厚度与断面形式,同时在结构施工期间也必须严格落实混凝土质量控制措施,以便混凝土密实度和抗渗透力得以实现显著提升,进而达成钢筋锈蚀减缓的目的,这也是改善钢筋混凝土耐久性的关键措施。
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