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低温酸化缓蚀剂 |
钢筋混凝土的腐蚀
钢筋混凝土结构因具备耐久性好、承载能力强及成本低廉等优点而被广泛的应用于城市建筑、桥梁、码头及公路等建筑物。通常，人们认为钢筋混凝土是一种耐久性较好的材料，但长期的工程应用实践表明，钢筋腐蚀引发的混凝土劣化造成的钢筋混凝土结构破坏现象十分普遍，而由此导致的直接及间接损失是十分惨重的。1900年前后，许多欧洲国家在使用道路除冰盐后的10年内，普遍发生了钢筋腐蚀、混凝土开裂事件。1981年，在美国境内，高达1/4比例的桥梁出现了腐蚀破坏现象；1993年，受到腐蚀破坏的桥梁大于桥梁总数的1/2，其中40%已承载力不足。而国内，广泛应用钢筋混凝土材料由来已久，受恶劣条件影响，特别是1950年前后，在工程实践中向混凝土内大量掺入氯盐，造成其耐久性下降，甚至出现危机人类生命及财产安全的案例发生。
在诱发混凝土结构钢筋腐蚀的众多因素中，碳化和氯盐入侵被认为是最主要的因素。碳化过程是指自然界CO2或其他酸性气体（如SO2）与湿混凝土内Ca(OH)2反应，降低混凝土的碱性。碳化并不损坏混凝土，它使混凝土产生收缩，降低混凝土孔隙率并增加其抗压强度，但碳化的危害能引发钢筋锈蚀。碳化一方面使混凝土碱度降低，一般认为当pH低于11.5时，钢筋表面钝化膜被破坏，失去保护作用，另一方面碳化可使结合态氯离子得到释放，进而增加氯离子侵害性。氯盐侵蚀是钢筋腐蚀的最重要原因之一。
近年来,各国学者对氯盐侵蚀诱发的混凝土钢筋腐蚀机理进行了大量研究，但关于氯离子作用的影响却众说纷纭,主要有以下几个机理：破坏钝化膜理论、形成"腐蚀电池"理论、Cl-的阳极去极化作用、Cl-的导电作、Cl-与水泥石的作用。一般认为,当Cl-存在于钢筋/混凝土界面时,在腐蚀电池产生的电场作用下, Cl-将不断向阳极区迁移、富集,并反应生成易溶FeCl2,随后向外扩散,遇OH-生成Fe(OH)2并释放Cl-再次向阳极区迁移，带出更多Fe2+，促进阳极不断反应。与此同时生成的Fe(OH)2与氧和水反应生成Fe2O3。钢筋锈蚀产物体积约为原钢筋体积3～4倍，其体积的明显增大将引入应力，致使混凝土开裂、脱落、剥离，反过来更促进侵蚀离子入侵，加速腐蚀发展。通常情况下,钢筋发生腐蚀的可能性随着混凝土中氯离子含量的升高而增大。
混凝土内氯离子以结合态和游离态两种形态存在。结合态又分为化学结合和物理吸附，前者是氯离子与水泥浆的水化产物结合，形成盐，后者是氯离子被吸附到水化产物或孔壁上。游离态即为游离在孔溶液的氯离子，其可自由移动,研究成果表明,只有混凝土孔隙液中游离的氯离子，才能引发钢筋腐蚀。钢筋发生腐蚀要求其周围的氯离子必须达到一个临界值，即临界氯离子浓度。目前，世界上对氯离子临界浓度测定尚没有统一的标准试验方法，且对于氯离子极限浓度值和氯化物浓度的表示方式一直存有争议，常用的表示方法有：占水泥质量的百分比、单位质量混凝土中的重量和[Cl-]/[OH-]。但是混凝土内钢筋的腐蚀趋势会随氯离子浓度升高而增大，因此实时有效检测混凝土内氯离子浓度具有重要意义。
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2015年05月26日
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