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混凝土結構一直被認為是一種節能、經(jīng)濟、用途極為廣泛的人工耐久性材料,是目前應用較為廣泛的結構形式之一。但由于勘察、設計、施工及使用過(guò)程中多因素影響,很多混凝土結構出現了各種不同程度的隱患、缺陷或損傷,導致結構的安全性、適用性、耐久性降低。
而現代建筑行業(yè)的發(fā)展速度突飛猛進(jìn),其耐久性問(wèn)題也逐漸暴露出來(lái)。
混凝土的腐蝕機理
混凝土的腐蝕是一個(gè)很復雜的物理的、物理化學(xué)的過(guò)程。采用前蘇聯(lián)學(xué)者B·M.莫斯克文為代表所提出的分類(lèi)方法,將混凝土的腐蝕分為3類(lèi):溶蝕性腐蝕、某些鹽酸溶液和鎂鹽的腐蝕、結晶膨脹型腐蝕。
物理作用 | 指在沒(méi)有化學(xué)反應發(fā)生時(shí),混凝土內的某些成分在各種環(huán)境因素的影響下,發(fā)生溶解或膨脹,引起混凝土強度降低,導致結構受到破壞,物理作用主要包括2類(lèi):侵蝕作用和結晶作用。
化學(xué)腐蝕 | 指混凝土中的某些成分與外部環(huán)境中腐蝕性介質(zhì)(如酸、堿、鹽等)發(fā)生化學(xué)反應生成新的化學(xué)物質(zhì)而引起混凝土結構的破壞,化學(xué)腐蝕可歸納為兩大類(lèi):分解類(lèi)腐蝕和分解結晶復合類(lèi)腐蝕。
微生物腐蝕 | 生物對混凝土的腐蝕大致有2種形式:①生物力學(xué)作用。②類(lèi)似于混凝土的化學(xué)腐蝕。
鋼筋的腐蝕機理
電化學(xué)腐蝕是混凝土中鋼筋腐蝕的根本原因。鋼筋發(fā)生電化學(xué)腐蝕需具備以下幾個(gè)條件:
(1)有陰極、陽(yáng)極和電位差;
(2)有離子通路(電解質(zhì));
(3)有電子通路。通常在鋼筋表面的非鈍化區域處于活化狀態(tài),形成腐蝕電池的陽(yáng)極,可以自由釋放電子,形成電子通路;
在鈍化區將形成腐蝕電池的大陰極,在該區域鋼筋表面存在足夠多的水和氧(電解質(zhì))。由于鋼筋材質(zhì)和表面的非均勻性,鋼筋表面總有可能形成電位差。因此,在潮濕環(huán)境下就可發(fā)生電化學(xué)反應,反應生成的Fe(OH)2不穩定,在氧氣充足的情況下,會(huì )進(jìn)一步氧化成紅鐵銹,體積膨脹數倍,使得混凝土表面脹裂,鋼筋力學(xué)性能下降。
綜上所述,要想提高鋼筋混凝土基礎結構的耐久性,除了要搞清楚其腐蝕機理、腐蝕因素以及有針對性地采取一系列有效措施外,還應在今后的防腐設計中注意在混凝土耐久性研究中,不應只注重單因素對混凝土的影響,應著(zhù)重加強多因素耐久性研究,建立鋼筋混凝土的多因素耐久性模型。
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