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鋼筋混凝土結構阻銹保養

鋼筋混凝土耐久性問題,是一個復雜的系統工程,受諸多因素的影響,由于結構物必須能夠經受環境作用和時間的考驗,因此,環境因素成為影響結構耐久性的焦點,而其中的腐蝕因素特別是鋼筋的腐蝕破壞成為世界關注的大問題,因此,如何采取技術措施,防止鋼筋銹蝕成為國內外研究的重點之一。

防銹措施包括補丁修補法,涂層,密封和薄膜覆蓋保護,陰極保護法,電化學氯化物萃取法,再堿化,使用鋼筋阻銹劑等。

補丁修補法容易引起相鄰混凝土中鋼筋發生銹蝕;涂層、密封或薄膜覆蓋保護法給施工帶來很大困難;電化學方法技術難度大,耗費時間長,花費成本高;鋼筋阻銹劑方法因其經濟性、實用性以及易操作性受到業界的重視,并已在工程中得到廣泛應用,為預防、阻止混凝土結構鋼筋銹蝕提供了一條切實有效的途徑。

鋼筋混凝土構件的裂縫處,鋼筋與外界空氣接觸充分,氧氣濃度(或分壓)較高,電極電勢較大;而沒開裂部分,混凝土的密實包裹使鋼筋表面的氧氣濃度變低,電極電勢較小。于是形成腐蝕電池,電流從電勢大的一側流向電勢小的一側,電子則相反,從電勢小的一側向電勢大的一側移動,受混凝土密實保護的那部分鋼筋作為陽極被腐蝕。腐蝕的結果使鋼筋在腐蝕區沿不同截面的應力分布變得更不均勻,從而降低了鋼筋的強度和疲勞極限。

陽極區區生成的Fe2+向周圍水溶液深處擴散,遷移,陰極區生成的OH-擴散到陽極區,與陽極附近的Fe2+反應生成Fe(OH)2,并進一步氧化成Fe(OH)3,Fe(OH)3脫水后變成疏松、多孔的Fe2O3.

阻銹機理:遷移性阻銹劑通過擴散達到鋼筋表面后,含氮的極性基團通過物理或化學吸附排除水分子和氯離子,緊貼于鋼筋表面,形成單分子保護膜;其非極性基團在表面定向排布形成疏水層。這層保護層的厚度和組成成分取決于阻銹劑的濃度,該保護層能夠阻礙金屬離子和腐蝕介質、水分子和氧向金屬表面滲透,從而起到阻銹作用。

評:阻銹,是鋼筋混凝土結構面對的重大問題。認識到問題的嚴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,才能獲取直接的經濟收益,同時可以延長結構的服役期限。

在鹽環境中的常規混凝土(不采取防護措施),雖然初建費是低一點,但后續修復費約為初建費的4倍。而采用加鋼筋阻銹劑同時摻硅灰的方法,40年以內不用修復,初建費略有增加,60年的總費用較之不采取防護措施者至少節約70%。

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