盐渍土环境下混凝土结构的耐久性控制
作者:佚名; 更新时间:2013-10-15
  【摘 要】 氯离子(Cl-)是影响砼结构耐久性的根本原因,本文对Cl-进入砼中的破坏机理及预防控制措施提出心分析探讨。
  【关键词】 盐渍土;氯离子(Cl-);钢筋的锈蚀;耐久性措施
 02
   Durability control of concrete structures under saline environment
  【Abstract】 The chloride ion (Cl-) is the durability of the root causes of the concrete structure, this paper Cl-into concrete in the fail-
  ure mechanism and prevention and control measures put forward analysis of the heart.
  【Key words】 Durability; Chloride ion (Cl-); Environment
  
  盐渍土和海水一样含的氯离子(Cl-)是影响砼结构耐久性的根本原因。砼中钢筋锈蚀可由两种因素诱发,一是盐渍土及海水中Cl-侵蚀,二是大气中的CO2使砼产生中性化。国内外大量工程调查和科学研究结果表明,盐渍土和海水环境下导致砼结构中钢筋锈蚀破坏的主要因素是Cl-进入砼中,并在钢筋表面聚集,导致钢筋产生电化学腐蚀。盐渍土和海水通常含有约3%的盐,其中主要成分是氯离子。以Cl-计的含量约为19000 mg/L左右。
  1氯离子对钢筋的锈蚀
  Cl-进入砼中通常有两种途径:一是“混入”,如施工时掺用含氯离子成分的外加剂、施工用水含氯离子、在含盐环境中拌制和浇筑砼等;其二是“渗入”,环境中的氯离子通过砼的宏观、微观缺陷渗入到砼中,并通过长期渗透到达钢筋表面。“混入”现象大都是施工管理的问题;而“渗入”现象则是砼表面裂缝等技术问题,与砼材料的多孔性、密实性、工程质量以及钢筋表面砼保护层厚度,使用现场环境等多种因素相关。
  1.1破坏钢筋表面钝化膜,水泥水化的高碱性使砼内钢筋表面产生一层致密的钝化膜。钝化膜只有在高碱性环境中才是稳定的,当pH<11.5时,膜层就开始不稳定;当pH<9.88时该钝化膜生成困难,或将已经生存的钝化膜逐渐破坏。Cl-是极强的去钝化剂,Cl-进入砼到达钢筋表面吸附于局部钝化膜处时,可使钢筋表面pH值降低到4以下,从而破坏钢筋表面的钝化膜,使钢筋表面逐渐产生腐蚀。
  1.2钢筋表面逐渐形成腐蚀电池,如果在大面积的钢筋表面上形成高浓度氯化物,则氯化物所引起的腐蚀可能是均匀性腐蚀,但是在不均质的砼中,常见的是局部坑状腐蚀。腐蚀电池作用的结果是,在钢筋表面产生蚀坑,由于大阴极对应于小阴极,蚀坑发展迅速很快。
  1.3加速了去极化作用,Cl-不仅促成了钢筋表面的腐蚀电池,而且加速了电池的作用。砼中Cl-的存在强化了离子通道,降低了阴阳极之间的欧姆电阻,提高了腐蚀电池的效率,从而加速了电化学腐蚀过程,使钢筋承载力大幅度下降。
  2提高砼耐久性的技术措施
  2.1结构采用高性能混凝土。现今高性能砼以耐久性作为首要指标,就盐渍土及海水工程而言,侧重于高性能、抗渗性、体积稳定性、强度等。目前,国内外在盐渍土工程采用高性能砼的研究与应用极其重视。如荷兰,对已使用3~63年的64座海工结构(其中90%的结构采用磨细矿渣砼)调查发现,结构基本完好,氯离子扩散系数仅为普通砼的1/10~1/15。典型事例为东谢尔德挡潮闸工程,其设计使用寿命是250年,80年不维修,其基本防腐措施就是采用水胶比为0.4的大掺量(65% )磨细矿渣混凝土。在英、美、加、日和中东等国家和地区,也都有类似的成功工程应用实例。国内外有关实验研究和工程实践证明,养护对高性能砼的质量和耐久性十分重要。常温下养护不够,对高性能砼的质量与耐久性的影响程度有时甚至高于普通砼。因此,及时、充分的湿养护是使其获得高强度、低孔隙率和高抗氯离子扩散能力所必不可少的。
  2.2钢筋要经阻锈剂处理。盐渍土及海水砼中钢筋的腐蚀,其实也是一种电化学腐蚀,其阴、阳极反应都在钢筋与电解质界面上发生。若能阻止其中任何一种界面反应,就能抑制腐蚀。使用阻锈剂时,首先应控制开裂程度,尤其是对梁类构件的受弯拉区域。因此,宜采用高性能砼来控制裂缝的产生与发展,再用钢筋阻锈剂抑制腐蚀,最后用具有一定弹性的涂层封闭涂装,以起到协同保护作用。这样钢筋阻锈剂起到"拾遗补缺"的作用,有效地阻止钢筋腐蚀发生,从而延长钢筋砼的使用耐久寿命。
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