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混凝土桥梁结构表面涂层防腐技术

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随着国民经济的快速发展,国家基础设施建设特别是桥梁建设进入了快速发展阶段。大型基础设施普遍采用的钢筋混凝土结构在自然环境条件下会被腐蚀破坏。因此,应采用切实可行的防腐措施,以确保这些基础设施达到初始的设计寿命。混凝土表面涂层技术是一种简便有效的钢筋混凝土结构辅助防腐措施,从 1996 年的汕头海湾大桥到目前的杭州湾跨海大桥,国内有几十座桥梁混凝土结构采用了该项防腐技术。钢筋混凝土结构的破坏包括混凝土自身劣化以及由于混凝土自身破坏造成增强钢筋的破坏。钢筋混凝土最终结构的破坏是钢筋锈蚀。钢筋锈蚀后,其增强作用减弱;同时,由于增强钢筋锈蚀产物的体积膨胀而造成的混凝土开裂又会促使增强钢筋的锈蚀。引起桥梁钢筋混凝土结构破坏的主要因素有混凝土中性化、氯离子侵蚀及酸雨腐蚀等。混凝土中性化,普通硅酸盐水泥水化生成10% ~ 15%的 Ca(OH)2,使钢筋混凝土结构呈碱性,此时钢筋保持钝化状态。但是大气中存在的酸性物质(包括 CO2、SO2、酸雨、酸性水和酸性固体物等)会与Ca(OH)2进行反应,造成混凝土的p H降低,这种现象被称为混凝土中性化。其中,混凝土碳化是混凝土中性化最主要的作用形式,它是指大气中的CO2与混凝土中的 Ca(OH)2起化学反应,生成中性的Ca CO3。混凝土中性化的结果是导致了混凝土碱度降低,从而使钢筋失去钝化层的保护而锈蚀。与碳化作用相关的主要因素有大气中 CO2的浓度、空气中的湿度和温度等。氯离子的侵蚀,氯化物能够与混凝土中的 Ca(OH)2、3CaO•2Al2O3起反应,生成易溶的Ca Cl2。由于Ca Cl2带有大量的结晶水,体积增大好几倍,造成混凝土的膨胀破坏。同时,当氯离子渗透到钢筋表面时,钢筋表面局部的钝化膜因被破坏而成为活化态。在氧和水充足的条件下,活化的钢筋表面形成小阳极,未活化的钢筋表面成为阴极,发生电化学腐蚀,阳极金属──铁被溶解,从而形成腐蚀坑。对于高氯离子含量的区域,尤其是海工混凝土结构,防止氯离子的腐蚀是非常重要的工作。在北方,需要使用除冰盐的环境和西部高盐泽土的环境,氯离子对混凝土的腐蚀也特别严重。

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