钢筋混凝土钢筋锈蚀

1、题目：题目：钢筋混凝土钢筋钢筋混凝土钢筋锈蚀研究综述锈蚀研究综述主要内容主要内容 钢筋锈蚀机理及其影响因素钢筋锈蚀机理及其影响因素 钢筋锈蚀的非破损检测方法钢筋锈蚀的非破损检测方法钢筋锈蚀的防治与修复钢筋锈蚀的防治与修复 结语结语 1钢筋锈蚀对混凝土力学特性的影钢筋锈蚀对混凝土力学特性的影响响 引言引言 23465引引 言言 钢筋混凝土是当代土建、钢筋混凝土是当代土建、 水利及道水利及道路工程上使用最广泛的建筑材料。钢筋路工程上使用最广泛的建筑材料。钢筋混凝土结构中钢筋的锈蚀往往危害建筑混凝土结构中钢筋的锈蚀往往危害建筑物的安全物的安全 , ,并且所造成的危害很难修补并且所造成的危害很难修补挽

2、回挽回 , ,造成巨大的损失。钢筋锈蚀引起造成巨大的损失。钢筋锈蚀引起的钢筋混凝土结构耐久性问题越来越受的钢筋混凝土结构耐久性问题越来越受到国内外工程界的关注和重视。到国内外工程界的关注和重视。钢筋锈蚀对混凝土力学特性的影响钢筋锈蚀对混凝土力学特性的影响 1 1 由于钢筋锈蚀使钢筋有效截面减由于钢筋锈蚀使钢筋有效截面减 小、小、 钢筋与混凝土粘结力下降钢筋与混凝土粘结力下降 , ,从而降从而降低了结构的承载能力低了结构的承载能力; ; 2 2 是由于钢筋锈蚀体积膨胀是由于钢筋锈蚀体积膨胀 , ,使得混使得混凝土产生顺筋胀裂凝土产生顺筋胀裂 , ,从而降低了结构的刚从而降低了结构的刚度度 , ,

3、增大了变形增大了变形 , ,甚至使混凝土保护层剥甚至使混凝土保护层剥落落 , ,影响结构的正常使用影响结构的正常使用; ; 3 3 是由钢筋锈蚀在混凝土中产生相当是由钢筋锈蚀在混凝土中产生相当大的拉应力大的拉应力 , ,使混凝土承受双向或三向的使混凝土承受双向或三向的应力。另外由于钢筋应力腐蚀应力。另外由于钢筋应力腐蚀 , ,从而降低从而降低了结构的延性了结构的延性 , ,改变了破坏形态。改变了破坏形态。 钢筋锈蚀机理及其影响因素钢筋锈蚀机理及其影响因素 钢筋混凝土中钢筋锈蚀主要是电化学钢筋混凝土中钢筋锈蚀主要是电化学锈蚀。钢筋在水泥的水化反应作用下会在锈蚀。钢筋在水泥的水化反应作用下会在表面

4、产生一层钝化膜，使钢筋与有害成分表面产生一层钝化膜，使钢筋与有害成分隔绝，保护混凝土中的钢筋不受侵蚀，隔绝，保护混凝土中的钢筋不受侵蚀，但当混凝土的碱性降低或碱性化合物碳化但当混凝土的碱性降低或碱性化合物碳化或或 ClCl- -侵入混凝土侵入混凝土 , ,钝化膜将遭到破坏钝化膜将遭到破坏 , ,在有水和氧气的条件下在有水和氧气的条件下 , ,就会发生锈蚀。就会发生锈蚀。锈锈蚀蚀机机理理影影响响因因素素氯化物氯化物 PH PH 值值 碳化碳化 应力应力 钢筋混凝土的组分钢筋混凝土的组分 氧气的扩散氧气的扩散 环境温度环境温度钝化膜只有在高碱性环境中才是稳定的钝化膜只有在高碱性环境中才是稳定的 ,

5、氯化物的浸入氯化物的浸入 ,Cl-的局部酸化作用使钢筋的局部酸化作用使钢筋表面表面 PH 值下降值下降 ,从而钝化膜遭到破坏。从而钝化膜遭到破坏。1 1 氯化物氯化物 2 PH 2 PH 值值 研究认为当钢筋处在研究认为当钢筋处在 PH PH 值低于值低于 11.5 11.5 以下的混凝土中时以下的混凝土中时 , ,才会锈蚀。才会锈蚀。3 3 碳化碳化 碳化使混凝土的碱性降低碳化使混凝土的碱性降低 , ,破坏钢筋的破坏钢筋的钝化保护膜钝化保护膜 , ,当有水和氧存在时当有水和氧存在时 , ,钢筋锈蚀钢筋锈蚀。 4 4 应力应力 根据钢筋混凝土锈胀力学及金属力学化根据钢筋混凝土锈胀力学及金属力学

6、化学原理分析计算认为在混凝土完好的条件学原理分析计算认为在混凝土完好的条件下应力因素对钢筋锈蚀速度无显著影响。下应力因素对钢筋锈蚀速度无显著影响。但在应力状态下钢筋表面有微小裂纹但在应力状态下钢筋表面有微小裂纹 , ,会会加速钢筋的锈蚀和破坏。加速钢筋的锈蚀和破坏。5 5 钢筋混凝土的组分钢筋混凝土的组分 混凝土强度等级越低混凝土强度等级越低 , ,钢筋锈蚀越严重钢筋锈蚀越严重; ;混凝土混凝土的密实度越小的密实度越小 , ,氧气、氧气、 腐蚀介质及水和混凝土的一腐蚀介质及水和混凝土的一些外加剂均会对钢筋的锈蚀产生加速作用。些外加剂均会对钢筋的锈蚀产生加速作用。 6 6 氧气的扩散氧气的扩散

7、孔隙水中氧气的存在是钢筋锈蚀的必要条件。孔隙水中氧气的存在是钢筋锈蚀的必要条件。即使钢筋钝化膜遭破坏即使钢筋钝化膜遭破坏 , ,若氧气未能扩散到钢筋若氧气未能扩散到钢筋表面表面 , ,就不会发生钢筋锈蚀现象。就不会发生钢筋锈蚀现象。7 7 环境温度环境温度 研究认为随着温度的增加钢筋的锈蚀率也增加研究认为随着温度的增加钢筋的锈蚀率也增加。但在。但在 40 40 以下时以下时 , ,随着温度的增加钢筋的随着温度的增加钢筋的锈蚀率增加锈蚀率增加 , ,在在 40 40 以上时以上时 , ,反而会延缓钢反而会延缓钢筋的锈蚀。筋的锈蚀。钢筋锈蚀的非破损检测方法钢筋锈蚀的非破损检测方法 钢筋锈蚀的非破损

8、检测方法主要有分析法、钢筋锈蚀的非破损检测方法主要有分析法、 视视觉和声学方法、觉和声学方法、 氯离子检测方法、氯离子检测方法、 物理检测方法物理检测方法、 电化学检测法等。电化学检测法等。 1 1 分析法分析法 分析法的应用有赖于建立合理可靠的钢筋锈蚀预测模型。分析法的应用有赖于建立合理可靠的钢筋锈蚀预测模型。利用模糊综合评判方法对混凝土内钢筋的锈蚀的定量评定利用模糊综合评判方法对混凝土内钢筋的锈蚀的定量评定和初步研究和初步研究 , , 认为是钢筋混凝土结构中钢筋锈蚀的无破损认为是钢筋混凝土结构中钢筋锈蚀的无破损模糊诊断系统的可行方法之一。模糊诊断系统的可行方法之一。2 2 视觉和声学方法视

9、觉和声学方法 主要通过视觉观察钢筋表面是否有大量锈斑或主要通过视觉观察钢筋表面是否有大量锈斑或通过调敲击或用超声波测试混凝土中的顺筋裂缝通过调敲击或用超声波测试混凝土中的顺筋裂缝 , ,来判断钢筋是否锈蚀。来判断钢筋是否锈蚀。3 3 物理检测方法物理检测方法 主要是通过测定与钢筋锈蚀一起的电阻、主要是通过测定与钢筋锈蚀一起的电阻、 电磁、电磁、 热传导、热传导、 声声传播等物理特性的变化来反映钢筋的锈声声传播等物理特性的变化来反映钢筋的锈蚀状况。蚀状况。 5 5 化学检测法化学检测法 是通过测定钢筋混凝土腐蚀体系的电化学特性是通过测定钢筋混凝土腐蚀体系的电化学特性来确定混凝土中钢筋的锈蚀程度或

10、速度来确定混凝土中钢筋的锈蚀程度或速度 , ,主要有自主要有自然电位法、然电位法、 交流阻抗法、交流阻抗法、 线性极化法、线性极化法、 恒电量恒电量法等等。法等等。4 4 氯离子检测方法氯离子检测方法 主要是通过监测混凝土中的氯离子浓度来检测钢主要是通过监测混凝土中的氯离子浓度来检测钢筋是否锈蚀。筋是否锈蚀。钢筋锈蚀的防治与修复钢筋锈蚀的防治与修复 1 1 设计方面应尽量考虑到钢筋锈蚀所造成的结构性能设计方面应尽量考虑到钢筋锈蚀所造成的结构性能劣化劣化 , ,如增加保护层厚度、如增加保护层厚度、 尽量采用高性能混凝土、尽量采用高性能混凝土、局部加粗加厚等等。局部加粗加厚等等。 钢筋锈蚀应从设计

11、、钢筋锈蚀应从设计、 施工、施工、 选材等方面选材等方面综合防治。综合防治。 2 2 施工方面应加强管理施工方面应加强管理 , ,严格控制配比或工艺因严格控制配比或工艺因素素 , ,提高混凝土的密实度及保证足够的碱度。提高混凝土的密实度及保证足够的碱度。 3 3 选材方面应尽量选用高强度混凝土、选材方面应尽量选用高强度混凝土、 大掺量矿物掺大掺量矿物掺合料配制混凝土。合料配制混凝土。 结结 语语 钢筋锈蚀是引起混凝土结构耐久性下降的最主要和最钢筋锈蚀是引起混凝土结构耐久性下降的最主要和最直接因素直接因素 , ,虽然国内外学者已作了大量的试验和研究工作虽然国内外学者已作了大量的试验和研究工作 ,

12、 ,但还有许多方面应进一步研究但还有许多方面应进一步研究: : （1 1）钢筋锈蚀原位快速无损检测技术研究）钢筋锈蚀原位快速无损检测技术研究; ;（2 2）有效钢筋混凝土工程钢筋保护和修复技术研究）有效钢筋混凝土工程钢筋保护和修复技术研究; ; （3 3）混凝土抗钢筋锈蚀专家系统研究刚刚起步）混凝土抗钢筋锈蚀专家系统研究刚刚起步 , ,应进应进一步研究。一步研究。参考文献参考文献 1 1 梁发云梁发云 , ,陈龙珠陈龙珠1 1 锈蚀钢筋与混凝锈蚀钢筋与混凝 土粘结性土粘结性能研究述评能研究述评J 1 J 1 混凝土混凝土 ,2000 ,(9) :52,2000 ,(9) :5254 ,5815

13、4 ,58122吴吴 瑾瑾, ,吴胜兴吴胜兴 1 1 钢筋混凝土结构锈蚀损伤评估的研究现状钢筋混凝土结构锈蚀损伤评估的研究现状与展望与展望J1 J1 混凝土与水泥制品混凝土与水泥制品 ,2001 ,(5) :3,2001 ,(5) :3616133孟凡斌孟凡斌 1 1 混凝土中钢筋的锈蚀和预防混凝土中钢筋的锈蚀和预防J1J1安徽建筑工安徽建筑工业学院学报业学院学报 ,2002 ,10(2) :74,2002 ,10(2) :747717714 4 贡金鑫贡金鑫 , ,赵国藩赵国藩 , ,赵尚传赵尚传 1 1 大气环境下锈蚀对钢筋混凝大气环境下锈蚀对钢筋混凝土结构可靠度的影响土结构可靠度的影响J

14、1 J1 大连理工大学学报，大连理工大学学报，20002000，40(2) :21040(2) :210213121315 5 淡丹辉淡丹辉 , ,何广汉何广汉 1 1 钢筋混凝土构件均匀锈蚀与应钢筋混凝土构件均匀锈蚀与应力的耦合效应分析力的耦合效应分析J1 J1 西南交通大学学西南交通大学学报报 ,2001 ,36(2) :181,2001 ,36(2) :1811841 1841 6 6 张延昭张延昭 1 1 冶金建筑混凝土构件中钢筋锈蚀的产生及冶金建筑混凝土构件中钢筋锈蚀的产生及 防治防治J 1J 1冶金标准化与质量冶金标准化与质量 ,2002 ,40(1) :37,2002 ,40(1) :37401 401 7 7 张平生张平生 1 1 混凝土状况对钢筋锈蚀的影响及原因混凝土状况对钢筋锈蚀的影响及原因J1