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路橋工程中鋼筋混凝土的腐蝕與防護(hù)
路橋工程中鋼筋混凝土的腐蝕與防護(hù),本文對(duì)路橋工程中鋼筋混凝土的腐獨(dú)進(jìn)行了環(huán)境分析,對(duì)鋼筋混凝土受到腐蝕的原因進(jìn)行了相關(guān)介紹,最后提出了一些防護(hù)的方法。
路橋工程中鋼筋混凝土的腐蝕與防護(hù)【1】
摘 要:在現(xiàn)今的很多的路橋當(dāng)中,幾乎沒有不被腐蝕的,只是程度的輕重而已。
因此,本文對(duì)路橋工程中鋼筋混凝土的腐獨(dú)進(jìn)行了環(huán)境分析,對(duì)鋼筋混凝土受到腐蝕的原因進(jìn)行了相關(guān)介紹,最后提出了一些防護(hù)的方法。
關(guān)鍵詞:路橋工程;鋼筋混凝土;腐蝕;保護(hù)措施
1腐蝕環(huán)境分析
鋼筋混凝土的腐蝕包括混凝土中鋼筋的腐蝕及混凝土材料本身的腐蝕,其中鋼筋的腐蝕屬于電化學(xué)腐蝕,混凝土材料本身的腐蝕屬于化學(xué)腐蝕和物理腐蝕。
路橋工程中,鋼筋混凝土所處的環(huán)境屬于自然環(huán)境(大氣、水、土壤)。
表面上看,自然環(huán)境的腐蝕問題不及工業(yè)環(huán)境腐蝕那么明顯,但這類腐蝕情況十分復(fù)雜,影響因素很多,特別是在環(huán)境污染嚴(yán)重的地區(qū),SO2、CO2、CL-等腐蝕性物質(zhì)含量增大,而且不同地域之間,甚至同一地域的不同位置,環(huán)境的腐蝕性是不同的。
2路橋工程中鋼筋混凝土受到腐蝕的原因
鋼筋混凝土的腐蝕可以分為兩個(gè)方面,一個(gè)是鋼筋的腐蝕,還一個(gè)是混凝土的腐蝕,混凝土的腐蝕也會(huì)對(duì)鋼筋的腐蝕起到推動(dòng)作用。
從整體上看來(lái),鋼筋混凝土的腐蝕也可以分為兩個(gè)大的方面的原因,一個(gè)是物理方面,一個(gè)是化學(xué)方面的。
道路和橋梁都是完全置身于大自然當(dāng)中,導(dǎo)致腐蝕的原因也是多種多樣的,因此,在對(duì)鋼筋混凝土腐蝕原因的分析當(dāng)中,還要綜合考慮,盡可能的把各種可能的因素都考慮進(jìn)去,爭(zhēng)取得到科學(xué)詳細(xì)的結(jié)論。
2.1混凝土的碳化導(dǎo)致鋼筋的腐蝕
在鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)當(dāng)中,鋼筋和混凝土是這種結(jié)構(gòu)的兩個(gè)主體。
混凝土對(duì)鋼筋有較強(qiáng)的保護(hù)作用,首先,混凝土把鋼筋包圍起來(lái),阻斷了鋼筋和自然中空氣和水等元素的接觸,從而減輕了鋼筋的腐蝕度。
另外一個(gè)方面就是混凝土當(dāng)中的一些元素能夠?qū)︿摻钇鸬解g化的作用,在這些元素當(dāng)中,最為典型的就是氫氧化鈣,這種元素和水一結(jié)合產(chǎn)生的溶液有非常強(qiáng)的堿性,從而就保障了鋼筋不會(huì)被侵蝕,起到鈍化的作用。
然而,混凝土從另一個(gè)方面來(lái)說(shuō)也會(huì)對(duì)鋼筋起到負(fù)面的效果,而這個(gè)原因就是混凝土的碳化。
碳化是一個(gè)不能回避的話題,因?yàn)槿魏挝矬w都會(huì)與空氣接觸,所以任何物體都會(huì)碳化,特別是路橋工程大都一直都暴露在空氣當(dāng)中,碳化作用也就更加明顯。
混凝土碳化之后,會(huì)把上面提到的氫氧化鈣元素轉(zhuǎn)變成碳酸鈣,而這會(huì)對(duì)導(dǎo)致混凝土的酸化,減輕其堿性。
這樣的話,也就不能對(duì)鋼筋起到鈍化的作用,從而造成鋼筋的腐蝕。
2.2混凝土的縫隙
在施工的過程當(dāng)中,往往都會(huì)發(fā)生這種問題。
在施工的過程當(dāng)中,由于水泥和石頭等材料的份量分配不均,由于在具體的澆灌的時(shí)候,施工人員的技術(shù)不到位,導(dǎo)致混凝土出現(xiàn)縫隙,從而導(dǎo)致鋼筋暴露在了空氣當(dāng)中,這也就使鋼筋失去了保護(hù)作用。
空氣當(dāng)中的有害氣體,還有平時(shí)的雨水的澆灌導(dǎo)致鋼筋遭到過多的侵蝕,并且發(fā)生化學(xué)反應(yīng)。
在潮濕環(huán)境下,由于氧氣和水的參與,鋼筋就可以發(fā)生電化學(xué)反應(yīng),這也就造成了鋼筋的腐蝕。
2.3氯離子的侵入
在上面已經(jīng)提到過,混凝土對(duì)鋼筋的鈍化作用能對(duì)鋼筋起到很好的保護(hù)作用。
氯離子是一種極強(qiáng)的去鈍化劑,它會(huì)對(duì)混凝土產(chǎn)生的堿性環(huán)境起破壞作用。
氯離子和氫氧根離子能促成綠銹,綠銹從鋼筋的陽(yáng)極向含氧較高的混凝土空隙遷移,經(jīng)過這種種的變化和化學(xué)反應(yīng),從而導(dǎo)致褐銹的生成。
從這些步驟當(dāng)中,我們可以看出氯離子雖然不會(huì)直接的影響鋼筋的腐蝕,但是它是一種很強(qiáng)的催化劑,對(duì)腐蝕有很強(qiáng)的催化作用。
在現(xiàn)代社會(huì),由于各種化學(xué)元素的濫用,由于環(huán)境的污染,氯離子有著一定的存在量,如果在鋼筋上面有較多的氯離子,這將會(huì)加速鋼筋的化學(xué)反應(yīng),導(dǎo)致鋼筋的腐蝕。
2.4生物的腐蝕
上面提到的是鋼筋的腐蝕,對(duì)于混凝土,生物的腐蝕也會(huì)導(dǎo)致混凝土的劣化,然而在國(guó)內(nèi),這方面的因素還沒有得到相關(guān)單位和人員的認(rèn)識(shí)和重視。
生物的腐蝕包括草和樹等進(jìn)入混凝土后對(duì)混凝土密度的破壞,還有化學(xué)方面的腐蝕。
3路橋工程中鋼筋混凝土的保護(hù)措施
3.1對(duì)混凝土的防護(hù)
3.1.1提高混凝土的密實(shí)性
使用混凝土?xí)r,應(yīng)針對(duì)不同的環(huán)境采用不同品種的水泥,如在酸性環(huán)境中選用耐酸水泥;增加混凝土中水泥用量,降低水灰比;摻入引氣劑、膨脹劑、防水劑、粉煤灰和礦渣等外加劑;進(jìn)行合理的攪拌、振搗和充分的濕養(yǎng)護(hù)。
但在使用外加劑時(shí),要注意材料之間的相容性,防止產(chǎn)生和誘發(fā)新的腐蝕。
例如慎用鈉鹽為主要物質(zhì)的外加劑,以免發(fā)生堿骨料反應(yīng)。
3.1.2對(duì)混凝土進(jìn)行表面涂覆
在混凝土表面涂一層耐腐、抗?jié)B、無(wú)毒、持久的涂料是一種簡(jiǎn)單行的方法。
從涂料的性質(zhì)、功能及物理性能等方面來(lái)看,主要有鱗片涂料(由玻璃鱗片和耐腐蝕熱固性樹脂構(gòu)成,具有優(yōu)越的防腐蝕和抗?jié)B透性能)和粉末涂料(不含溶劑,以粉末熔融成膜,無(wú)溶劑污染,具有涂覆方便、固化迅速等特點(diǎn))。
具休采用時(shí)要根據(jù)所處的環(huán)境特點(diǎn)和防腐蝕要求,先用相應(yīng)的品種。
3.2對(duì)鋼筋的防護(hù)
對(duì)混凝土中鋼筋的防護(hù),首先應(yīng)考慮混凝土這一防線。
不得已時(shí),應(yīng)考慮如下措施:
3.2.1鋼筋表面涂阻銹劑
首先在鋼筋表面涂阻銹劑,待阻銹劑成膜硬化后再澆注混凝土。
由于阻銹劑能有效阻隔混凝土中的離子接觸鋼筋,防腐措施很有效,所以該方法常被采用。
但這種方法最大的缺點(diǎn)是:鋼筋與混凝土粘結(jié)力有所減小。
3.2.2鋼筋的陰極保護(hù)
混凝土中鋼筋的腐蝕其實(shí)質(zhì)是電化學(xué)腐蝕。
因此可以應(yīng)用電化學(xué)原理,采用外加電源或犧牲陽(yáng)極的陰極保護(hù)法,對(duì)鋼筋混凝土內(nèi)的鋼筋進(jìn)行防腐保護(hù)。
采用電化學(xué)保護(hù)方法必須嚴(yán)格控制保護(hù)電位,以防止陽(yáng)極剝離與“握裹力”的降低和應(yīng)力腐蝕現(xiàn)象的出現(xiàn)。
另外鋼筋混凝土的電阻率通常較大,為了實(shí)施全面完整的陰極保護(hù),還必須解決陰極保護(hù)電流對(duì)混凝土不易分散均勻的問題。
因此只有嚴(yán)格控制保護(hù)電位和選擇好合適的導(dǎo)電砂漿才能很好的實(shí)施陰極保護(hù)。
3.2.3防止雜散電流
電氣火車、電車等以接地為回路的交通工具以及電焊機(jī)、電解槽等直流電力系統(tǒng)都可以引起雜散電流。
正確地接地和隔離雜散電流源,可以有效地防止雜散電流引起鋼筋的電化學(xué)腐蝕。
3.3進(jìn)行腐蝕監(jiān)測(cè)保護(hù)
對(duì)鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)的關(guān)鍵部位進(jìn)行定期的檢測(cè),以便及時(shí)發(fā)現(xiàn)混凝土的時(shí)期裂縫和潛在的隱患。
根據(jù)檢測(cè)結(jié)果,調(diào)整和優(yōu)化工程條件,做出維修保養(yǎng)的決策。
常采用物理方法和電化學(xué)方法來(lái)檢測(cè)鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)。
有代表性的監(jiān)測(cè)裝置包括下列組件:(1)試驗(yàn)導(dǎo)管;(2)嵌入的試驗(yàn)試件;(3)參照電極;(4)腐蝕速度計(jì)。
結(jié)語(yǔ)
綜上所述,鋼筋混凝土的腐蝕包括鋼筋銹蝕和混凝土腐蝕,鋼筋銹蝕通常起因于混凝土腐蝕,因此避免混凝土腐蝕和進(jìn)行混凝土防護(hù)非常重要。
當(dāng)前最有效的防護(hù)措施依次為:使腐蝕性介質(zhì)遠(yuǎn)離混凝土;提高混凝土的密實(shí)度,特別是保護(hù)層的密實(shí)度;混凝土表面涂刷防腐涂料或進(jìn)行表面增水處理。
鋼筋混凝土防腐,首先是個(gè)技術(shù)問題,但目前對(duì)絕大多數(shù)工程而言技術(shù)條件具備;其次是經(jīng)濟(jì)問題,進(jìn)行防腐需要投資,但有關(guān)人員若持負(fù)責(zé)任態(tài)度或進(jìn)行工程全程核算,會(huì)發(fā)現(xiàn)實(shí)施越早越經(jīng)濟(jì)。
參考文獻(xiàn)
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路橋工程鋼筋混凝土的腐蝕與防護(hù)【2】
摘要:對(duì)路橋工程中鋼筋混凝土的腐蝕進(jìn)行了環(huán)境分析,對(duì)主要的腐蝕類型進(jìn)行了相關(guān)介紹,最后提出了一些防護(hù)的方法。
關(guān)鍵詞:路橋;鋼筋混凝土;腐蝕;防護(hù)
鋼筋混凝土是由水泥、集料(碎石、砂子)和鋼筋復(fù)合而成的結(jié)構(gòu)材料,廣泛應(yīng)用于各種工程建設(shè)中。
通常條件下,鋼筋混凝土在自然環(huán)境中的腐蝕并不嚴(yán)重,因此未引起人們的足夠重視。
隨著環(huán)境的污染惡化,環(huán)境介質(zhì)中腐蝕性物質(zhì)含量增加,混凝土結(jié)構(gòu)遭受而破壞的現(xiàn)象日益嚴(yán)重。
因混凝土腐蝕而造成的經(jīng)濟(jì)損失占國(guó)民經(jīng)濟(jì)的比例逐年增高,因腐蝕造成的破壞事故也時(shí)有發(fā)生,因此,鋼筋混凝土的腐蝕與防護(hù)問題逐步得到人們的重視,成為研究和關(guān)注的一個(gè)重要方向。
一、腐蝕環(huán)境分析
鋼筋混凝土的腐蝕包括混凝土中鋼筋的腐蝕及混凝土材料本身的腐蝕,其中鋼筋的腐蝕屬于電化學(xué)腐蝕,混凝土材料本身的腐蝕屬于化學(xué)腐蝕和物理腐蝕。
路橋工程中,鋼筋混凝土所處的環(huán)境屬于自然環(huán)境(大氣、水、土壤)。
表面上看,自然環(huán)境的腐蝕問題不及工業(yè)環(huán)境腐蝕那么明顯,但這類腐蝕情況十分復(fù)雜,影響因素很多,特別是在環(huán)境污染嚴(yán)重的地區(qū),SO2、CO2等腐蝕性物質(zhì)含量增大,而且不同地域之間,甚至同一地域的不同位置,環(huán)境的腐蝕性是不同的。
世界各國(guó)對(duì)自然環(huán)境的腐蝕問題十分重視,建立了眾多的環(huán)境腐蝕試驗(yàn)網(wǎng)站,取得了大量的數(shù)據(jù)。
我國(guó)也開展了這方面的研究、試驗(yàn)工作,為自然環(huán)境的腐蝕研究打下基礎(chǔ)。
二、主要的腐蝕類型
1、化學(xué)腐蝕
鋼筋混凝土的化學(xué)腐蝕主要包括:酸性物質(zhì)腐蝕、分解腐蝕、硫酸鹽腐蝕、堿集料反應(yīng)等。
(1)酸性物質(zhì)腐蝕。
大氣中的SO、CO、C1、酸雨與酸性水、酸性土等,均能與混凝土直接起反應(yīng),中和混凝土中的堿〔Ca(OH)2〕,也能與混凝土中的其它成分起作用而發(fā)生腐蝕。
同時(shí)混凝土中堿度的降低,會(huì)導(dǎo)致鋼筋表面鈍化膜的破壞,也加速了其內(nèi)部鋼筋的腐蝕。
(2)分解腐蝕。
水泥水化產(chǎn)生部分Ca(OH)2使混凝土具有強(qiáng)堿性(pH>7),使其內(nèi)部鋼筋處于鈍化狀態(tài)。
但Ca(OH)2是不穩(wěn)定的,一方面易與酸性物質(zhì)發(fā)生中和反應(yīng),另一方面能不斷溶于軟水中。
在大氣中,也能不斷從混凝土內(nèi)部向表面析出。
(3)硫酸鹽腐蝕。
硫酸鹽能與混凝土中的水泥水化產(chǎn)物起化學(xué)反應(yīng),生成體積更大的新結(jié)晶物。
(4)堿集料反應(yīng)。
水泥在水化過程中會(huì)析出堿性物質(zhì),如NaOH或KOH,在混凝土的硅質(zhì)集料中如果含有堿活性的物質(zhì),如氧化硅,就會(huì)發(fā)生反應(yīng),形成體積膨脹的硅膠,使混凝土受到破壞。
2、物理腐蝕
物理腐蝕主要是指結(jié)晶性破壞,也叫膨脹性腐蝕。
這種破壞主要是由硫酸及硫酸鹽以及NaCL等鹽類引起的。
鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)本身存在很多微小孔隙,在使用過程中隨時(shí)可能滲入可溶性鹽類。
當(dāng)鹽分深入到混凝土內(nèi)部,在干濕交替情況下,水分揮發(fā),鹽類結(jié)晶析出,晶體體積膨脹導(dǎo)致混凝土開裂、疏松、粉化。
既失去結(jié)構(gòu)強(qiáng)度,又失去對(duì)鋼筋的保護(hù),使混凝土遭受結(jié)構(gòu)性破壞。
3、雜散電流腐蝕
通常把不按預(yù)定線路流通的電流稱為雜散電流,由雜散電流所引起的腐蝕稱為雜散電流腐蝕。
雜散電流主要是由電力設(shè)備泄漏到周圍環(huán)境介質(zhì)(主要是土壤介質(zhì))中的電流。
輸變電設(shè)備、輸電線路、電車電源、鐵路軌道等設(shè)備都可能產(chǎn)生雜散電流。
雜散電流通過鋼筋混凝土?xí)r對(duì)混凝土本身并不產(chǎn)生影響,但如果有鋼筋存在,鋼筋能夠起到匯集電流的作用,并把電流引導(dǎo)到排注流點(diǎn)處。
在雜散電流由混凝土進(jìn)入鋼筋之處,鋼筋呈陰極。
如果陰極析氫且氫氣不能逸出,則氫氣將在鋼筋與混凝土的界面處聚集,產(chǎn)生壓力、使鋼筋與混凝土的結(jié)合強(qiáng)度降低甚至剝離。
如果有鈉或鉀的化合物存在,則電流的通過還會(huì)在鋼筋與混凝土的界面處產(chǎn)生可溶的堿式硅酸鹽或鋁酸鹽,使結(jié)合強(qiáng)度顯著降低。
而在電流離開鋼筋的部位,鋼筋作為陽(yáng)極發(fā)生腐蝕。
腐蝕產(chǎn)物在陽(yáng)極周圍堆積產(chǎn)生膨脹而使混凝土開裂。
4、應(yīng)力腐蝕
鋼筋混凝土在實(shí)際應(yīng)用中同時(shí)受到應(yīng)力和腐蝕介質(zhì)的雙重作用,會(huì)發(fā)生應(yīng)力腐蝕。
腐蝕的程度與載荷水平、介質(zhì)濃度和類型,以及混凝土的配合比等因素有關(guān)。
混凝土應(yīng)力腐蝕的機(jī)理非常復(fù)雜,目前國(guó)內(nèi)外還沒有統(tǒng)一的說(shuō)法。
三、鋼筋混凝土的腐蝕防護(hù)方法
1、表面涂層防護(hù)層
涂層可以把混凝土結(jié)構(gòu)與外界腐蝕環(huán)境隔絕,對(duì)于保護(hù)混凝土本身、保持堿度和防止腐蝕介質(zhì)的滲透是十分有效的。
由于混凝土是堿性材料,因此,混凝土表面的涂料要采用有良好耐堿性和附著力的環(huán)氧樹脂、聚氨酯、丙烯酸樹脂、氯化橡膠等涂料。
瀝青也是一種較好的涂層材料,在橋面上鋪設(shè)瀝青,實(shí)際上也可以起到一定的涂層保護(hù)的作用。
2、陰極保護(hù)
鋼筋混凝土中鋼筋的腐蝕,同其余鋼鐵構(gòu)件的腐蝕一樣,都是電化學(xué)腐蝕。
根據(jù)陰極保護(hù)的原理,采用外加電流或犧牲陽(yáng)極的方法,使混凝土內(nèi)的鋼筋受到保護(hù)。
陰極保護(hù)一般適用于導(dǎo)電性良好的腐蝕環(huán)境,對(duì)于電阻率較大的鋼筋混凝土,通常采用導(dǎo)電涂料層來(lái)實(shí)現(xiàn),如導(dǎo)電砂漿覆蓋層。
在實(shí)施陰極保護(hù)時(shí)要嚴(yán)格地控制保護(hù)電位,使鋼筋處于最佳保護(hù)狀態(tài)。
在有雜散電流腐蝕的情況下,陰極保護(hù)是一種常用的在有雜散電流腐蝕的情況下,陰極保護(hù)是一種常用的影響,在陰極保護(hù)設(shè)計(jì)時(shí)要加以注意,或者考慮使用外加電流的陰極保護(hù)方案。
3、混凝土中添加緩蝕劑
在混凝土中添加緩蝕劑,能夠抑制或減緩混凝土中鋼筋的腐蝕程度,使用方便,效果也較好,被認(rèn)為是鋼筋混凝土的一種長(zhǎng)效防腐蝕措施。
鋼筋混凝土中使用的緩蝕劑主是亞硝酸鈣。
在實(shí)際中,往往添加緩蝕劑的方法與其它的防腐蝕措施聯(lián)合使用,以求達(dá)到最佳的保護(hù)效果。
4、鋼筋混凝土的腐蝕監(jiān)測(cè)
腐蝕監(jiān)測(cè)的方法有物理方法、無(wú)損檢測(cè)方法和電化學(xué)方法等。
由于混凝土結(jié)構(gòu)中鋼筋所處的環(huán)境特殊,傳統(tǒng)腐蝕監(jiān)測(cè)方法的應(yīng)用受到限制。
人們對(duì)適合鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)的腐蝕監(jiān)測(cè)方法進(jìn)行了大量的研究工作。
(1)鋼筋混凝土腐蝕監(jiān)測(cè)的電化學(xué)方法。
根據(jù)前面的分析,混凝土中鋼筋的腐蝕屬于電化學(xué)腐蝕,因此基于電化學(xué)測(cè)試技術(shù)的腐蝕監(jiān)測(cè)方法能夠應(yīng)用于鋼筋混凝士的腐蝕監(jiān)測(cè)。
鋼筋混凝土腐蝕監(jiān)測(cè)的電化學(xué)方法主要有交流阻抗法、表面電位法(電位圖法)、電位梯度法、極化曲線法、線性極化法以及恒電流脈沖技術(shù)等方法。
(2)鋼筋混凝土腐蝕監(jiān)測(cè)的光纖傳感技術(shù)。
光纖傳感技術(shù)利用了光纖耐腐蝕、抗強(qiáng)電磁干擾、耐高溫、集信息傳感與傳輸于一體等優(yōu)點(diǎn),受到人們的關(guān)注,成為鋼筋混凝土腐蝕監(jiān)測(cè)技術(shù)新的研究重點(diǎn)。
主要是將多參數(shù)光纖傳感器預(yù)先埋植在公路和橋梁的鋼筋混凝土中,對(duì)混凝土內(nèi)部的腐蝕情況進(jìn)行監(jiān)測(cè)。
5、選擇新型鋼筋
(1)涂/鍍層鋼筋。
鋼筋的腐蝕是鋼筋混凝土腐蝕的重要方面,人們研究了鋼筋表面防護(hù)的各種方法,包括鍍鋅鋼筋、包銅鋼筋、環(huán)氧涂層鋼筋等。
其中環(huán)氧涂層鋼筋被認(rèn)為是防止鋼筋腐蝕的有效措施之一,在國(guó)內(nèi)外工程中得到比較廣泛的應(yīng)用。
(2)不銹鋼鋼筋。
采用奧氏不銹鋼或雙相不銹鋼鋼筋來(lái)代替普通碳鋼鋼筋,借助不銹鋼優(yōu)良的耐蝕性能,腐蝕速度大大降低,從而延緩混凝土結(jié)構(gòu)的腐蝕破壞,但這種方法成本較高。
(3)高強(qiáng)度非金屬材料代替鋼筋。
用玻璃纖維或碳素纖維強(qiáng)化的塑料“鋼筋”,具有取代普通鋼筋的潛力,徹底擺脫鋼筋銹蝕引起的混凝土結(jié)構(gòu)開裂、剝落、破壞的可能。
6、新型混凝土材料的應(yīng)用
影響混凝土腐蝕及耐久性的因素主要有混凝土的抗?jié)B透性、電阻率、堿度、水灰比等。
改變這些因素,就可以改變成為國(guó)內(nèi)外研究及應(yīng)用的熱點(diǎn)方向,出現(xiàn)了所謂的高性能混凝土、長(zhǎng)壽命混凝土等新型的混凝土材料。
我國(guó)三峽工程的混凝土結(jié)構(gòu)中就添加了一級(jí)粉煤灰、高效堿水劑等物質(zhì),使得其性能大大提高。
參考文獻(xiàn):
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路橋工程中鋼筋混凝土的腐蝕及其保護(hù)措施【3】
摘 要:在現(xiàn)在的很多建筑工程當(dāng)中,絕大部分都使用的是鋼筋混凝土結(jié)構(gòu),鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)以其堅(jiān)固和成本較低等優(yōu)點(diǎn)得到了廣泛的應(yīng)用。
然而,隨著鋼筋混凝土的老化和環(huán)境污染的加劇,鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)腐蝕嚴(yán)重,在現(xiàn)今的很多的路橋當(dāng)中,幾乎沒有不被腐蝕的,只是程度的輕重而已。
因此,這就需要我們充分認(rèn)識(shí)鋼筋混凝土腐蝕的原因,并采取相應(yīng)的保護(hù)措施,從而減輕鋼筋混凝土的腐蝕程度以保障路橋的正常通行。
本文就路橋工程當(dāng)中鋼筋混凝土腐蝕的原因進(jìn)行了一些說(shuō)明,并且提出了一些保護(hù)措施,希望有助于路橋工程的施工和日后的防護(hù),從而提高路橋工程的質(zhì)量。
關(guān)鍵詞:路橋工程;鋼筋混凝土;腐蝕;保護(hù)措施
鋼筋混凝土是由硅酸鹽水泥、集料碎石、砂子和鋼筋復(fù)合而成的結(jié)構(gòu)材料,由于這些原料都很容易采集且價(jià)格便宜,并且由于鋼筋混凝土具有很強(qiáng)的堅(jiān)固性,鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)得到了極大程度的使用,無(wú)論在住房的建設(shè),還是在公路和橋梁當(dāng)中,大都采用了這種結(jié)構(gòu)。
由此可見,鋼筋混凝土有著巨大的優(yōu)勢(shì),然而由于現(xiàn)在環(huán)境污染的加劇,很多化學(xué)元素都被釋放到大自然當(dāng)中,當(dāng)橋梁接觸到了這些元素,就會(huì)發(fā)生腐蝕等化學(xué)反應(yīng),嚴(yán)重影響橋梁的安全性。
除此之外,由于現(xiàn)在很多的公路和橋梁都沒有得到很好的保護(hù),有些地方的公路和橋梁甚至都沒有防護(hù),這就必然會(huì)造成路橋的磨損和腐蝕。
下面我們就具體的看一下路橋工程中鋼筋混凝土的腐蝕原因。
一、路橋工程中鋼筋混凝土受到腐蝕的原因
鋼筋混凝土的腐蝕可以分為兩個(gè)方面,一個(gè)是鋼筋的腐蝕,還一個(gè)是混凝土的腐蝕,混凝土的腐蝕也會(huì)對(duì)鋼筋的腐蝕起到推動(dòng)作用。
從整體上看來(lái),鋼筋混凝土的腐蝕也可以分為兩個(gè)大的方面的原因,一個(gè)是物理方面,一個(gè)是化學(xué)方面的。
道路和橋梁都是完全"置身于"大自然當(dāng)中,導(dǎo)致腐蝕的原因也是多種多樣的,因此,在對(duì)鋼筋混凝土腐蝕原因的分析當(dāng)中,還要綜合考慮,盡可能的把各種可能的因素都考慮進(jìn)去,爭(zhēng)取得到科學(xué)詳細(xì)的結(jié)論。
1混凝土的碳化導(dǎo)致鋼筋的腐蝕
在鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)當(dāng)中,鋼筋和混凝土是這種結(jié)構(gòu)的兩個(gè)主體。
混凝土對(duì)鋼筋有較強(qiáng)的保護(hù)作用,首先,混凝土把鋼筋包圍起來(lái),阻斷了鋼筋和自然中空氣和水等元素的接觸,從而減輕了鋼筋的腐蝕度。
另外一個(gè)方面就是混凝土當(dāng)中的一些元素能夠?qū)︿摻钇鸬解g化的作用,在這些元素當(dāng)中,最為典型的就是氫氧化鈣,這種元素和水一結(jié)合產(chǎn)生的溶液有非常強(qiáng)的堿性,從而就保障了鋼筋不會(huì)被侵蝕,起到鈍化的作用。
然而,混凝土從另一個(gè)方面來(lái)說(shuō)也會(huì)對(duì)鋼筋起到負(fù)面的效果,而這個(gè)原因就是混凝土的碳化。
碳化是一個(gè)不能回避的話題,因?yàn)槿魏挝矬w都會(huì)與空氣接觸,所以任何物體都會(huì)碳化,特別是路橋工程大都一直都暴露在空氣當(dāng)中,碳化作用也就更加明顯。
混凝土碳化之后,會(huì)把上面提到的氫氧化鈣元素轉(zhuǎn)變成碳酸鈣,而這會(huì)對(duì)導(dǎo)致混凝土的酸化,減輕其堿性。
這樣的話,也就不能對(duì)鋼筋起到鈍化的作用,從而造成鋼筋的腐蝕。
2混凝土的縫隙
在施工的過程當(dāng)中,往往都會(huì)發(fā)生這種問題。
在施工的過程當(dāng)中,由于水泥和石頭等材料的份量分配不均,由于在具體的澆灌的時(shí)候,施工人員的技術(shù)不到位,導(dǎo)致混凝土出現(xiàn)縫隙,從而導(dǎo)致鋼筋暴露在了空氣當(dāng)中,這也就使鋼筋失去了保護(hù)作用。
空氣當(dāng)中的有害氣體,還有平時(shí)的雨水的澆灌導(dǎo)致鋼筋遭到過多的侵蝕,并且發(fā)生化學(xué)反應(yīng)。
在潮濕環(huán)境下,由于氧氣和水的參與,鋼筋就可以發(fā)生電化學(xué)反應(yīng),這也就造成了鋼筋的腐蝕。
3氯離子的侵入
在上面已經(jīng)提到過,混凝土對(duì)鋼筋的鈍化作用能對(duì)鋼筋起到很好的保護(hù)作用。
氯離子是一種極強(qiáng)的去鈍化劑,它會(huì)對(duì)混凝土產(chǎn)生的堿性環(huán)境起破壞作用。
氯離子和氫氧根離子能促成綠銹,綠銹從鋼筋的陽(yáng)極向含氧較高的混凝土空隙遷移,經(jīng)過這種種的變化和化學(xué)反應(yīng),從而導(dǎo)致褐銹的生成。
從這些步驟當(dāng)中,我們可以看出氯離子雖然不會(huì)直接的影響鋼筋的腐蝕,但是它是一種很強(qiáng)的催化劑,對(duì)腐蝕有很強(qiáng)的催化作用。
在現(xiàn)代社會(huì),由于各種化學(xué)元素的濫用,由于環(huán)境的污染,氯離子有著一定的存在量,如果在鋼筋上面有較多的氯離子,這將會(huì)加速鋼筋的化學(xué)反應(yīng),導(dǎo)致鋼筋的腐蝕。
4生物的腐蝕
上面提到的是鋼筋的腐蝕,對(duì)于混凝土,生物的腐蝕也會(huì)導(dǎo)致混凝土的劣化,然而在國(guó)內(nèi),這方面的因素還沒有得到相關(guān)單位和人員的認(rèn)識(shí)和重視。
生物的腐蝕包括草和樹等進(jìn)入混凝土后對(duì)混凝土密度的破壞,還有化學(xué)方面的腐蝕。
二、路橋工程中鋼筋混凝土的保護(hù)措施
1提高混凝土的質(zhì)量
混凝土對(duì)鋼筋有很強(qiáng)的保護(hù)作用,因此,提高混凝土的質(zhì)量也就是防止腐蝕的一個(gè)重要方法。
首先,要采用科學(xué)的攪拌設(shè)備,嚴(yán)格按照相關(guān)的標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行各種材料的搭配,水泥占多少,水分占多少,這些都應(yīng)該有一個(gè)標(biāo)準(zhǔn)去執(zhí)行,確保混凝土在初始階段的質(zhì)量。
另外,在執(zhí)行相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)的前提下,要提高混凝土的密實(shí)度,而這也就要求模版有好的品質(zhì),在混凝土的攪拌的時(shí)候,不能出現(xiàn)哪各地方有缺孔,從而防止鋼筋和空氣的直接的接觸。
最后,要適當(dāng)增加混凝土的厚度,既然混凝土對(duì)鋼筋有保護(hù)作用,且容易碳化,那就增加混凝土的厚度,加強(qiáng)保護(hù)作用。
2在鋼筋混凝土的表面加一層防護(hù)層
表面涂層防護(hù)由于能夠不影響整個(gè)工程的施工,并且還能對(duì)鋼筋混凝土有很好的保護(hù)作用,在世界各國(guó)都得到了極大的應(yīng)用。
它是第一層防護(hù)層,并且設(shè)置涂層成本較低,有很強(qiáng)的操作性。
涂層能夠阻斷鋼筋混凝土和空氣的直接接觸,對(duì)保持混凝土的堿性有很好的效果,從而能很好的保護(hù)好整個(gè)鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)。
混凝土表面的涂料要采用有良好耐堿性和附著力的環(huán)氧樹脂、聚氨醋、丙烯酸樹脂、氯化橡膠等涂料。
當(dāng)然,除了涂層以外,還可以運(yùn)用瀝青等其他防護(hù)層,總之,要避免混凝土和空氣的直接的接觸。
3加強(qiáng)路橋的防水性能
上面提到的一些化學(xué)反應(yīng)從而導(dǎo)致鋼筋混凝土的腐蝕都是需要有水的參與,因此,提高路橋的防水性能,對(duì)減輕路橋的腐蝕度有很好的保護(hù)作用。
從現(xiàn)在的很多的路橋的損壞的例子可以看出,這部分路橋很大部分都是路橋的防水層的破壞導(dǎo)致的。
因此,要鋪設(shè)具有較好質(zhì)量的防水層,要能夠和瀝青混凝土層有很好的融合性,除此之外,還應(yīng)該具有較好的抗?jié)B透性能和耐久性。
在路面和橋面設(shè)計(jì)的時(shí)候,要考慮到如何能更好的讓路橋進(jìn)行排水,控制好路橋的傾斜度,在保障質(zhì)量的前提下,適當(dāng)?shù)脑鰪?qiáng)排水的性能。
4做好后期的維護(hù)
路橋都是直接暴露在空氣當(dāng)中的工程,它們受到的侵蝕是相當(dāng)強(qiáng)大的;而且從很多路橋腐蝕的案例當(dāng)中可以看出很多工程都是沒有很好的后期維護(hù)而導(dǎo)致腐蝕的。
因此,應(yīng)該對(duì)路橋進(jìn)行定期的檢查,對(duì)出現(xiàn)的變化做好統(tǒng)計(jì),從而采取措施去進(jìn)行維護(hù)。
總之,鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)在現(xiàn)代社會(huì)的工程建筑當(dāng)中發(fā)揮著越來(lái)越大的作用,然而,這種結(jié)構(gòu)受到的腐蝕也很明顯,存在的問題也較多,在路橋工程當(dāng)中更是如此。
所以,這就需要我們采取相關(guān)的措施減輕路橋的腐蝕度,做好后期的維護(hù)工作,從而保障路橋的通達(dá)。
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