
鋼筋混凝土耐久性問題,是一個(gè)復(fù)雜的系統(tǒng)工程,受諸多因素的影響,由于結(jié)構(gòu)物必須能夠經(jīng)受環(huán)境作用和時(shí)間的考驗(yàn),因此,環(huán)境因素成為影響結(jié)構(gòu)耐久性的焦點(diǎn),而其中的腐蝕因素特別是鋼筋的腐蝕破壞成為世界關(guān)注的大問題,因此,如何采取技術(shù)措施,防止鋼筋銹蝕成為國(guó)內(nèi)外研究的重點(diǎn)之一。
防銹措施包括補(bǔ)丁修補(bǔ)法,涂層,密封和薄膜覆蓋保護(hù),陰極保護(hù)法,電化學(xué)氯化物萃取法,再堿化,使用鋼筋阻銹劑等。
補(bǔ)丁修補(bǔ)法容易引起相鄰混凝土中鋼筋發(fā)生銹蝕;涂層、密封或薄膜覆蓋保護(hù)法給施工帶來很大困難;電化學(xué)方法技術(shù)難度大,耗費(fèi)時(shí)間長(zhǎng),花費(fèi)成本高;鋼筋阻銹劑方法因其經(jīng)濟(jì)性、實(shí)用性以及易操作性受到業(yè)界的重視,并已在工程中得到廣泛應(yīng)用,為預(yù)防、阻止混凝土結(jié)構(gòu)鋼筋銹蝕提供了一條切實(shí)有效的途徑。
鋼筋混凝土構(gòu)件的裂縫處,鋼筋與外界空氣接觸充分,氧氣濃度(或分壓)較高,電極電勢(shì)較大;而沒開裂部分,混凝土的密實(shí)包裹使鋼筋表面的氧氣濃度變低,電極電勢(shì)較小。于是形成腐蝕電池,電流從電勢(shì)大的一側(cè)流向電勢(shì)小的一側(cè),電子則相反,從電勢(shì)小的一側(cè)向電勢(shì)大的一側(cè)移動(dòng),受混凝土密實(shí)保護(hù)的那部分鋼筋作為陽極被腐蝕。腐蝕的結(jié)果使鋼筋在腐蝕區(qū)沿不同截面的應(yīng)力分布變得更不均勻,從而降低了鋼筋的強(qiáng)度和疲勞極限。
陽極區(qū)區(qū)生成的Fe2+向周圍水溶液深處擴(kuò)散,遷移,陰極區(qū)生成的OH-擴(kuò)散到陽極區(qū),與陽極附近的Fe2+反應(yīng)生成Fe(OH)2,并進(jìn)一步氧化成Fe(OH)3,F(xiàn)e(OH)3脫水后變成疏松、多孔的Fe2O3.
阻銹機(jī)理:遷移性阻銹劑通過擴(kuò)散達(dá)到鋼筋表面后,含氮的極性基團(tuán)通過物理或化學(xué)吸附排除水分子和氯離子,緊貼于鋼筋表面,形成單分子保護(hù)膜;其非極性基團(tuán)在表面定向排布形成疏水層。這層保護(hù)層的厚度和組成成分取決于阻銹劑的濃度,該保護(hù)層能夠阻礙金屬離子和腐蝕介質(zhì)、水分子和氧向金屬表面滲透,從而起到阻銹作用。
評(píng):阻銹,是鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)面對(duì)的重大問題。認(rèn)識(shí)到問題的嚴(yán)重性是投資商贏取更高利益的前提。另外,只有在先期投入一定的資金,才能獲取直接的經(jīng)濟(jì)收益,同時(shí)可以延長(zhǎng)結(jié)構(gòu)的服役期限。
在鹽環(huán)境中的常規(guī)混凝土(不采取防護(hù)措施),雖然初建費(fèi)是低一點(diǎn),但后續(xù)修復(fù)費(fèi)約為初建費(fèi)的4倍。而采用加鋼筋阻銹劑同時(shí)摻硅灰的方法,40年以內(nèi)不用修復(fù),初建費(fèi)略有增加,60年的總費(fèi)用較之不采取防護(hù)措施者至少節(jié)約70%。
