钢筋混凝土钢筋锈蚀

1、钢筋混凝土钢筋锈蚀第1页，共17页，2022年，5月20日，23点1分，星期三主要内容 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防治与修复 结语 1钢筋锈蚀对混凝土力学特性的影响 引言 23465第2页，共17页，2022年，5月20日，23点1分，星期三引 言 钢筋混凝土是当代土建、 水利及道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物的安全 ,并且所造成的危害很难修补挽回 ,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到国内外工程界的关注和重视。第3页，共17页，2022年，5月20日，23点1分，星期三钢筋锈蚀对混凝土力学特

2、性的影响 1 由于钢筋锈蚀使钢筋有效截面减 小、 钢筋与混凝土粘结力下降 ,从而降低了结构的承载能力; 2 是由于钢筋锈蚀体积膨胀 ,使得混凝土产生顺筋胀裂 ,从而降低了结构的刚度 ,增大了变形 ,甚至使混凝土保护层剥落 ,影响结构的正常使用; 3 是由钢筋锈蚀在混凝土中产生相当大的拉应力 ,使混凝土承受双向或三向的应力。另外由于钢筋应力腐蚀 ,从而降低了结构的延性 ,改变了破坏形态。 第4页，共17页，2022年，5月20日，23点1分，星期三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锈蚀。钢筋在水泥的水化反应作用下会在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

3、钢筋不受侵蚀，但当混凝土的碱性降低或碱性化合物碳化或 Cl-侵入混凝土 ,钝化膜将遭到破坏 ,在有水和氧气的条件下 ,就会发生锈蚀。锈蚀机理第5页，共17页，2022年，5月20日，23点1分，星期三影响因素氯化物 PH 值 碳化 应力 钢筋混凝土的组分 氧气的扩散 环境温度第6页，共17页，2022年，5月20日，23点1分，星期三钝化膜只有在高碱性环境中才是稳定的 ,氯化物的浸入 ,Cl-的局部酸化作用使钢筋表面 PH 值下降 ,从而钝化膜遭到破坏。1 氯化物 2 PH 值 研究认为当钢筋处在 PH 值低于 11.5 以下的混凝土中时 ,才会锈蚀。3 碳化 碳化使混凝土的碱性降低 ,破坏钢

4、筋的钝化保护膜 ,当有水和氧存在时 ,钢筋锈蚀。 第7页，共17页，2022年，5月20日，23点1分，星期三4 应力 根据钢筋混凝土锈胀力学及金属力学化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。但在应力状态下钢筋表面有微小裂纹 ,会加速钢筋的锈蚀和破坏。5 钢筋混凝土的组分 混凝土强度等级越低 ,钢筋锈蚀越严重;混凝土的密实度越小 ,氧气、 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。第8页，共17页，2022年，5月20日，23点1分，星期三 6 氧气的扩散 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 ,若氧气未能扩散到钢筋

5、表面 ,就不会发生钢筋锈蚀现象。7 环境温度 研究认为随着温度的增加钢筋的锈蚀率也增加。但在 40 以下时 ,随着温度的增加钢筋的锈蚀率增加 ,在 40 以上时 ,反而会延缓钢筋的锈蚀。第9页，共17页，2022年，5月20日，23点1分，星期三钢筋锈蚀的非破损检测方法 钢筋锈蚀的非破损检测方法主要有分析法、 视觉和声学方法、 氯离子检测方法、 物理检测方法、 电化学检测法等。 1 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。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 , 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。第10页，共17页，20

6、22年，5月20日，23点1分，星期三2 视觉和声学方法 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。3 物理检测方法 主要是通过测定与钢筋锈蚀一起的电阻、 电磁、 热传导、 声声传播等物理特性的变化来反映钢筋的锈蚀状况。第11页，共17页，2022年，5月20日，23点1分，星期三 5 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来确定混凝土中钢筋的锈蚀程度或速度 ,主要有自然电位法、 交流阻抗法、 线性极化法、 恒电量法等等。4 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筋是否锈蚀。第12页，共17页，2

7、022年，5月20日，23点1分，星期三钢筋锈蚀的防治与修复 1 设计方面应尽量考虑到钢筋锈蚀所造成的结构性能劣化 ,如增加保护层厚度、 尽量采用高性能混凝土、局部加粗加厚等等。 钢筋锈蚀应从设计、 施工、 选材等方面综合防治。 2 施工方面应加强管理 ,严格控制配比或工艺因素 ,提高混凝土的密实度及保证足够的碱度。 3 选材方面应尽量选用高强度混凝土、 大掺量矿物掺合料配制混凝土。 第13页，共17页，2022年，5月20日，23点1分，星期三结 语 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 ,虽然国内外学者已作了大量的试验和研究工作 ,但还有许多方面应进一步研究: （1）钢筋

8、锈蚀原位快速无损检测技术研究;（2）有效钢筋混凝土工程钢筋保护和修复技术研究; （3）混凝土抗钢筋锈蚀专家系统研究刚刚起步 ,应进一步研究。第14页，共17页，2022年，5月20日，23点1分，星期三参考文献 1 梁发云 ,陈龙珠1 锈蚀钢筋与混凝 土粘结性能研究述评J 1 混凝土 ,2000 ,(9) :5254 ,5812吴 瑾,吴胜兴 1 钢筋混凝土结构锈蚀损伤评估的研究现状与展望J1 混凝土与水泥制品 ,2001 ,(5) :3613孟凡斌 1 混凝土中钢筋的锈蚀和预防J1安徽建筑工业学院学报 ,2002 ,10(2) :747714 贡金鑫 ,赵国藩 ,赵尚传 1 大气环境下锈蚀对钢筋混凝土结构可靠度的影响J1 大连理工大学学报，2000，40(2) :2102131第15页，共17页，2022年，5月20日，23点1分，星期三5 淡丹辉 ,何广汉 1 钢筋混凝土构件均匀锈蚀与应力的耦合效应分析J1 西南交通大学学报 ,2001 ,36(2) :1811841 6 张延昭 1 冶金建筑混凝土构件中钢筋锈蚀的产生及 防治J 1冶金标准化与质量 ,2002 ,40(1) :37401 7 张平生 1 混凝土状况对钢筋锈蚀的影响及原因J1 西安建筑科技大学学报 ,1998 ,30(1) :5818 朴应模