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钢筋混凝土桥梁腐蚀机理阐述

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1钢筋锈蚀

混凝土的主要成分是硅酸钙(3CaO·SiO2,2CaO·SiO2)和铝酸钙(3CaO·Al2O3,4CaO·Al2O3),在水泥水化过程中,生成Ca(OH)2,pH值可以达到12以上,在此碱性环境中,钢筋表面形成一层致密的钝化膜,保护钢筋免遭腐蚀。在混凝土建筑物投入使用后,由于外界CO2SO2等气体的渗入,与Ca(OH)2作用生成钙盐,使混凝土内pH值逐渐降低。外界环境中渗入的Cl-侵入钢筋-混凝土界面,破坏钢筋表面钝化膜,引起钢筋锈蚀。

2混凝土腐蚀

2.1-融破坏

在寒冷天气里,混凝土内部的水凝结成冰,体积膨胀,造成混凝土开裂。气温回升冰融化为水,继续沿缝隙向混凝土内部渗透,气温下降后再结冰,如此冻-融循环造成混凝土由外向内逐渐破坏。混凝土的致密性和抗渗性是影响混凝土抗冻性的主要因素。

2.2结晶-溶解

在多孔结构的混凝土中,盐类的溶液在干燥环境中结晶,结晶产生的应力可以导致混凝土表面开裂。在潮湿环境中结晶溶解,在毛细作用下向混凝土内部渗透,环境干燥时再结晶,如此结晶-溶解循环造成混凝土由外向内逐渐破坏。提高混凝土的致密性、抗渗性和表面平滑度是影响混凝土抗结晶腐蚀的主要途径。

2.3化学腐蚀

1CO2作用

环境中的CO2渗入混凝土内部,与其中的Ca(OH)2反应生成CaCO3和水,使混凝土内pH值下降,破坏了混凝土中钢筋钝化赖以存在的碱性。

2SO2作用

SO2O2和水存在下与混凝土中铝酸钙作用生成钙钒石(3CaO·Al2O3·3CaSO4·32H2O),体积增加2倍以上,导致混凝土开裂。

3)镁盐作用

镁盐与水泥中Ca(OH)2反应生成Mg(OH)2,使水泥粘附性遭到破坏。或者生成硅酸镁水化物4MgO·SiO2·8H2O,取代硅酸钙水化物使水泥强度下降。

3混合腐蚀

上面分别是钢筋和混凝土的腐蚀,实际过程中这两种腐蚀经常是同时存在而且相互作用的。由于冻融、结晶、化学腐蚀等造成的混凝土开裂导致混凝土孔隙增大,环境中水、CO2SO2Cl-等腐蚀性物质易于渗透到钢筋表面,促进钢筋锈蚀。钢筋锈蚀产物的体积较原钢材体积大,膨胀压力也会导致混凝土开裂和脱附。



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