混凝土中钢筋锈蚀机理及其影响因素分析
更新时间:2023-12-16 12:49:01 阅读量: 教育文库 文档下载
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混凝土中钢筋锈蚀机理及其影响因素分析
作者:孔燕
来源:《科技视界》2015年第11期
【摘 要】本文阐述了混凝土中钢筋锈蚀的机理及过程,分析了影响钢筋锈蚀的主要因素,提出了钢筋锈蚀的一般性预控措施。
【关键词】钢筋锈蚀;碳化;环境湿度;Cl-侵蚀
钢筋长期暴露在外会发生锈蚀,这是一个电化学反应过程。造成钢筋锈蚀的因素很多,主要有自然环境因素和人为因素,如潮湿的空气、含侵蚀性介质的地下水、海洋环境,以及工业生产产生的酸等因素。尽管引起钢筋锈蚀的原因不同,但钢筋锈蚀对结构造成的破坏是一样的,即钢筋锈蚀到一定程度后,锈蚀产物产生的膨胀压力将会使混凝土保护层发生顺筋开裂,进而造成一系列破坏。 1 混凝土中钢筋的锈蚀机理
混凝土在水化作用时水泥中的氧化钙生成氢氧化钙,使得混凝土孔隙中含有大量的OH-离子,其PH值一般可达到12.5~13.5,使得钢筋混凝土结构中,混凝土内部的碱性很高。这样高的碱性可以使其内部的钢筋表面保持钝化状态,钢筋表面会形成一层不易渗透的牢固的粘附于钢筋表面的氧化物—钝化膜,钝化膜使钢筋表面不存在活性的铁,因此电化学腐蚀无法进行,阻止钢筋进一步锈蚀。钝化膜是阻止钢筋锈蚀的实质,而混凝土保护层是使钢筋表面形成钝化膜的前提,二者共同作用形成了防止钢筋锈蚀的两道防线。
在使用过程中随着混凝土的碳化,钢筋锈蚀会逐步产生。在混凝土碳化过程中,混凝土的碱性大大降低,其pH值由原来的12.5降到9左右。据有关资料显示,当混凝土内部的pH值降低至11.5以下时,埋在混凝土内部的钢筋表面钝化膜就被破坏了,使钢筋表面处于活化状态。呈现活化状态的钢筋表面在其表面有水和氧气的作用下,就会发生如下反应: 1)在阳极发生以下阳极反应: 2Fe-4e-→2Fe2+
2)在阴极发生如下阴极反应: 2H 2O +O2 +4e- →4OH-
钢筋锈蚀过程的全反应是阳极反应和阴极反应的组合,在钢筋表面析出Fe(OH)2,其反应式为:
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