不管是全国自建房安全隐患的排查工作,还是房屋安全检测鉴定工作,都会涉及到钢筋裸露、锈蚀的情况,存在一定的安全隐患。钢筋锈蚀是混凝土结构耐久性的主要病害之一,所以防止钢筋锈蚀对提高混凝土耐久性尤为重要。本文
东莞房屋鉴定公司给大家阐述混凝土中钢筋锈蚀的原理及造成的严重影响,并提出了防止钢筋锈蚀的相应措施,希望对大家具有借鉴意义。
一.结构腐蚀是影响混凝土结构耐久性、可靠性的至关重要的因素。
结构腐蚀是影响混凝土结构耐久性、可靠性的至关重要的因素。混凝土结构中的钢筋锈蚀源于多种因素作用下(如碳化、氯离子侵蚀等)
钢筋锈蚀引起的裂缝一旦产生,钢筋锈蚀速度将大大加快,结构构件的承载力与可靠性劣化的速度大大加快,有的甚至发展到钢筋锈断,危及结构的安全。
二.钢筋锈蚀的原理
钢筋锈蚀的主要原因有两个方面:
①钢筋保护层的碳化
钢筋保护层碳化的原因是混凝土不密实,抗渗性能不足。硬化的混凝土由于水泥水化,生成氢氧化钙,故显碱性,PH值>12,此时钢筋表面生成一层稳定、致密、钝化的保护膜,使钢筋不生锈。当不密实的混凝土置于空气中或含CO2环境中时,由于CO2的侵入,混凝土中的氢氧化钙与CO2反应,生成碳酸钙等物质,其碱性逐渐降低,当混凝土的PH值<12时,钢筋的钝化膜就不稳定,当PH值<11.5时,钢筋的钝化保护膜就遭到破坏,钢筋的锈蚀就开始进行。
②氯离子的含量
据有关试验证明,即便是PH值较高溶液(如PH值>13),只要有4~6mg/L的氯离子含量,就足以破坏钢筋的钝化膜,使钢筋失去钝化,在水和氧气的作用下导致钢筋锈蚀。
三.钢筋锈蚀对混凝土结构造成的影响有以下几方面:
①钢筋锈蚀对结构受力的影响
由于钢筋与混凝土交界面上钢筋锈胀力的存在,导致混凝土产生顺筋裂缝,甚至使混凝土保护层剥落,使构件截面有效面积减少,更重要的是使钢筋与混凝土之间的粘接性能退化;同时由于钢筋锈损,其截面面积减少,延性降低,力学性能退化,使结构或构件受到不同程度的损伤。混凝土中钢筋锈蚀会使构件的承载力下降,使结构的性能劣化。
②钢筋锈蚀对混凝土粘结性能影响大
1、钢筋与混凝土之间形成的铁锈层,削弱了变形钢筋与混凝土的胶结作用;
钢筋锈蚀的产物是一种结构疏松的氧化物,形成一层疏松隔离层,明显地改变了钢筋与混凝土的接触表面,从而降低了钢筋与混凝土之间的粘结作用。
2、铁锈的膨胀将导致混凝土开裂,降低了混凝土对钢筋的约束作用;
钢筋的锈蚀产物比锈蚀前钢材占据的体积更大,从而对包围在钢筋周围的混凝土产生径向膨胀力,当径向膨胀力达到一定程度时,会引起混凝土的开裂,混凝土开裂导致混凝土对钢筋的约束作用减弱。
3、钢筋变形肋锈蚀变形钢筋与混凝土之间失去了机械咬合作用。
变形钢筋锈蚀后,钢筋变形肋将逐渐退化,在钢筋锈蚀较严重情况下,变形肋在混凝土之间的机械咬合作用基本消失,其结果是导致钢筋与混凝土之间的粘结性能退化。
三.改善钢筋锈蚀的五大措施:
1、增加保护层厚度,按《混凝土结构设计规范》要求,混凝土强度在C25-C45之间的板、墙、壳的混凝土更小保护层厚度为15毫米,梁为25毫米,柱为30毫米。
2、控制混凝土拌和物中的氯离子含量,氯离子半径很小,穿透力强,很容易吸附在钢筋阳极区的钝化膜上,取代钝化膜氧离子,使钢筋起保护作用的氢氧化铁变为无保护作用的氯化铁。
3、提高混凝土密实性。减少内部微细孔函隙和毛细管通道是加强钢筋腐蚀能力的根本途径。
4、加强养护与防止开裂,拆模时间不得少于7天,早期湿润养护时间不得少于14天,以保证水泥正常水化,增加密实度,提高抗渗性,防止结构开裂。
5、配置混凝土时掺入钢筋阻锈剂,或采用环氧树脂涂层钢筋和镀锌钢筋。
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