鋼筋混凝土結構物的防腐技術

2022-12-18 02:18:01 字數 1957 閱讀 2930

作者:**:發布時間:2008/04/10

摘要:提出了鋼筋混凝土防腐技術和預防措施,並對混凝土中的cl-含量確定了量化指標,通過試驗驗證了7種混凝土外加劑均能減緩氯鹽對鋼筋的腐蝕速度,強調了應建立有關融雪、破冰劑的技術質量標準和試驗規程。

關鍵詞:鋼筋腐蝕;機理;融雪劑;防腐技術1鋼筋在氯鹽環境中的防腐技術與預防措施1.1防腐技術

研究防腐技術的目的,在於使結構物從投入使用,到內部的鋼筋開始鏽蝕的時間盡可能的接近設計壽命。要想完全避免cl-的腐蝕,最理想的方法就是從根本上保證混凝土與氯鹽環境隔絕,事實上這是不可能的。重要的是如何有效地控制氯鹽的總量,使之限定在規定的範圍之內。

依據鋼筋在氯鹽環境中的電化學行為的研究結果和腐蝕機理,認為凡是能夠有效的阻止混凝土ph值下降、保證鋼筋介面上的鈍化膜不活化、維持介面雙電層的電位恆定、避免鋼筋表面去極化的發生,就能夠有效地控制腐蝕的發生,也即防腐技術。本文就防腐技術歸納如下:

(1)混凝土中cl-總量限定值

所謂「限定值」是指混凝土中所允許的最大值。研究表明,cl-的總量限定值應小於0.18%(普通混凝土水泥重量百分比),折合為該值相當於美國(aci)的限定值,比日本土木學會的規範值低8%,研究結果與美、日發達國家規範值基本上是一致的。此外cl-的總量還直接影響著其在混凝土中的擴散速率,擴散過程可用下列方程描述:

(2)可利用正態分佈求出。這樣,利用擴散方程可以將cl-擴散與使用年限建立起關係,進而據此進行混凝土耐久性設計或檢驗評估,同時也確定了擴散速率與cl-濃度的關係。(3)限定鋼筋介面的電流密度和酸鹼度

限定鋼筋介面的電流密度是保證電位恆定的基本指標,即鋼筋介面保護膜鈍化狀態向活化狀態轉化的臨界值。該臨界值不小於10a/cm2。而強鹼性則是鋼筋介面保護膜的最佳環境條件,酸鹼度的最佳值不小於11.5。

(4)限定混凝土裂縫寬度和水膠比

混凝土裂縫使腐蝕介質通過混凝土保護層,進入到鋼筋表面。必須對混凝土保護層裂縫的寬度加以限制,對高效能混凝土裂縫的限定值為0.2mm。對普通混凝土該值要適當減小。

而對混凝土本身要減小cl-的擴散速度,必須減小混凝土的滲透性,控制混凝土滲透性最有效的方法是控制其水膠比,一般限制在

1.2預防措施

(1)嚴把檢測關、增厚保護層

建議質檢部門把「新拌砂漿法」和「硬拌砂漿法」作為工程質檢的必測過程。使原材料中所含氯鹽總量控制在限定值之內。而僅僅靠自身帶入的氯離子不足以造成鋼筋的鏽蝕。

在此基礎上適當提高保護層的厚度。大量工程實踐和試驗表明,處於氯鹽環境中的混凝土表面12mm深度內的氯離子濃度遠遠高於25~50mm深度範圍。因此在氯鹽環境中的工程,混凝土保護層的厚度應不小於38mm,最好是不小於50mm,考慮到施工偏差,設計保護層厚度應選擇65mm。

(2)優選原材料和阻鏽劑

在選擇水泥時盡量選擇礦渣、火山灰、粉煤灰水泥。這些水泥中的水泥石ca(oh)2含量低,能夠預防氯鹽對水泥石的溶解和溶出,並防止氯鹽與水泥石發生鹼集料反應,生成低強度、低膠結力的膨脹鹽,以及由此產生的混凝土鬆散、露骨和脫落。粗骨料應盡量選擇高鹼性的碳酸岩碎石,它一方面能與水泥有高強度的膠結力,另一方面能形成高鹼性的環境,使鋼筋介面的鈍化膜長期處於鈍化態。

細骨料要盡量採用河砂以防止海砂帶入氯鹽。在此基礎上優選適合於工程特點的鋼筋阻鏽劑,建議使用nano2複合型阻鏽劑,這種鹼性阻鏽劑在鹼性環境中可生成fe3o4氧化膜,阻止cl-離子對鋼筋的腐蝕。(3)採用三組分膠結材料及塗層

降低腐蝕介質在混凝土中的滲透性,是防止cl-進入鋼筋表面最直接的方法之一。通常採用的方法是在混凝土中摻加一定量的微矽粉、粉煤灰或磨細礦渣。水泥、微矽粉、粉煤灰稱為三組分膠結材料。

三組分材料製成的混凝土,具有極低的滲透性並具有很高的抗cl-滲透能力,同時具有低熱、經濟等優點。微矽粉可以提高混凝土的耐磨性,微矽粉和粉煤灰能有效降低活性集料含量及總鹼量,從而避免鹼集料反應發生。此外混凝土表面塗層是防止鋼筋鏽蝕的第一道防線。

混凝土表面的塗層能在一定時期內有效防止腐蝕介質浸入,但因其使用壽命的限制,而不能廣泛使用。目前與混凝土壽命匹配的水泥基聚合物塗層、砂漿層成為混凝土表面保護層的首選。

(4)禁止使用含氯鹽的融雪、化冰劑

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