混凝土结构中钢筋腐蚀的研究现状及处理措施？

混凝土结构中钢筋锈蚀的研究现状和处理措施有哪些？下面仲达咨询招投标老师为大家解答，供大家参考。1钢筋的腐蚀机理钢筋的腐蚀过程是一个电化学反应过程。混凝土缝隙中的水通常以饱和氢氧化钙溶液的形式存在，含有部分氢氧化钠和氢氧化钾，pH值约为12.5。在这种强碱性环境中，在钢筋表面形成钝化膜，即水合氧化物(nFe2O2.mH2O ),以防止钢筋进一步腐蚀。因此，对于施工质量好、无裂缝的钢筋混凝土结构，即使在海洋环境中，钢筋也基本不腐蚀。但是，由于各种原因，当钢筋表面的钝化膜被破坏而变成活性时，钢筋就容易被腐蚀。氯离子腐蚀是氯离子污染环境下钢筋混凝土结构耐久性劣化的主要原因之一。氯离子渗透性很强，能通过钝化膜直接与Fe反应生成FeCI2，从而在钢筋表面形成腐蚀坑。如何提高混凝土结构的抗氯离子腐蚀能力是当前研究的热点。本文对掺有粉煤灰和硅灰的不同水灰比混凝土的渗透性进行了试验研究，为配置高抗氯离子侵蚀的混凝土提供了试验依据。活化钢筋表面腐蚀反应的电化学机理是，当钢筋表面有水分时，发生离子电离的阳极反应和溶解氧还原的阴极反应，两者以相同的速度进行。反应式如下:阳极反应:Fe-2e→Fe2；阴极反应:O2·2h2o 4e→4oh-；腐蚀过程中的整个反应是阳极反应和阴极反应的结合。钢筋表面析出氢氧化亚铁，化合物溶解氧化生成Fe(OH)2，进一步生成nFe2O2 mH2O(红锈)，部分不完全氧化为Fe2O3？4(红锈)，在钢筋表面形成锈层。红锈的体积可以增加到四倍，黑锈的体积可以增加到两倍。锈体积的膨胀会对周围的混凝土产生压力，使混凝土沿钢筋方向开裂，然后保护层成片脱落，裂缝和保护层的剥落会进一步导致腐蚀。2.锈蚀钢筋混凝土结构性能研究现状(1)研究方法。目前，锈蚀钢筋混凝土结构的研究方法主要是试验研究和有限元分析。在实验研究中，腐蚀试件的模拟是通过实验室试验，包括快速腐蚀试验(电化学腐蚀、氯化物腐蚀等)。)和盐雾试验。电化学快速腐蚀试验通常是将试件浸入一定浓度的NaCI溶液中，外接电源连接恒定电源，以混凝土钢筋为阳极，不锈钢为阴极，通过控制电流密度和通电时间来控制钢筋的腐蚀量。混凝土中加入氯盐的快速腐蚀试验一般是在浇筑混凝土试件时，在混凝土拌合物中加入一定比例的氯盐(如CaCI2)，然后放置在自然条件下或施加一定量的电流加速腐蚀。盐雾室中的腐蚀试验用于模拟混凝土试件中氯化物的渗透。一般将标本放在密闭的盐雾室中，盐雾室的上角有四个喷嘴。干湿交替和温度变化也可以在盐雾室内进行。长期自然暴露试验是将钢筋混凝土试件置于各种自然侵蚀环境中。测试周期长，但能真实反映实际情况。置换构件法是将长期处于腐蚀环境中并处于实际工程中的钢筋混凝土构件从工作现场取出，进行各种力学性能试验。自然腐蚀的复杂条件需要在实验室中通过简单但有代表性的方法来模拟。如何在实验室中更好地模拟构件上的真实腐蚀环境，在短时间内获得结构经过一定时间后的腐蚀状态，对于测试结果的可靠性至关重要。(2)锈蚀钢筋混凝土构件的抗弯性能。钢筋腐蚀通常会改变普通钢筋混凝土梁的破坏类型。一般来说，完好梁是弯曲破坏，而锈蚀梁在很多情况下是剪切破坏。钢筋屈服前，锈蚀梁的应力裂缝不明显，裂缝高度很低。一旦出现明显高度的应力裂缝，钢筋已经屈服，构件即将破坏。试验表明，当钢筋锈蚀后受压区纵向裂缝宽度大于2mm时，混凝土将在钢筋刚刚屈服的上部被压碎，破坏模式处于超筋与适筋之间的边界破坏状态。但当受拉钢筋锈蚀较大到一定程度时，构件会从配筋合适的梁变为配筋较少的梁。无论是超筋梁还是欠筋梁的破坏，结构的破坏模式都是从有预警的塑性破坏到无预警的脆性破坏。(3)锈蚀钢筋混凝土构件的抗剪性能。由于混凝土构件中的箍筋位于纵筋之外，其保护层总是小于纵筋，所以箍筋一般先腐蚀，腐蚀程度往往比纵筋严重，尤其是箍筋与纵筋的连接处。箍筋不仅直接影响钢筋混凝土构件的受剪性能，而且不能有效约束混凝土，从而间接影响构件的承载力。(4)锈蚀钢筋混凝土结构中钢筋与混凝土之间的粘结性能，锈蚀钢筋混凝土构件性能恶化的主要原因之一是粘结性能的退化。在某些情况下，钢筋的腐蚀不是均匀腐蚀，而是局部腐蚀，对钢筋与混凝土的粘结有较大影响。在模拟钢筋表面局部锈蚀的拉拔试验中，在钢筋锈蚀达到一定程度之前，极限粘结强度有所增加(试验值为65438±0%)，但随着锈蚀的进一步增加，极限粘结强度下降直至为零。在模拟钢筋相对均匀腐蚀的梁试验中，在钢筋腐蚀达到一定程度(试验值为0.5%)之前，极限粘结强度也有所提高。然后随着腐蚀的增加而降低，但是降低的很慢。两次试验均表明，随着纵向裂缝的发展，自由端滑移值迅速增大，表明钢筋的约束突然丧失，表明粘结破坏的临界滑移受钢筋表面状况和约束程度的影响较大。(5)服役荷载下锈蚀钢筋混凝土结构的性能，疏松的钢构件实际上处于工作状态，受力状态下构件的锈蚀与无荷载时有很大的不同，各方面的性能也发生了很大的变化。荷载对锈蚀钢筋混凝土构件有多种影响。加载历史和加载水平对腐蚀的发生和发展有明显的影响，影响混凝土中钢筋的腐蚀量，进而通过强度或刚度损失影响混凝土构件的适用性。预加载和连续加载对腐蚀有相似的影响。在相同暴露条件下，载荷水平的增加缩短了腐蚀时间。在较高的荷载水平下，试件腐蚀较早，这通常是由于加载过程中混凝土出现裂缝。裂缝使水、氯离子等腐蚀性介质容易渗入钢筋表面，加速钢筋腐蚀。(6)锈蚀钢筋混凝土结构的动力性能，由于锈蚀，钢筋的承载面尺寸和表面状况以及钢筋与混凝土之间的粘结发生了变化，锈蚀对钢筋混凝土结构动力性能(如疲劳性能和抗震性能)的不利影响将是严重的。然而，在我国腐蚀环境中服役多年的钢筋混凝土结构也存在抗震性能下降的隐患。3侵蚀的处理措施:在混凝土表面涂抹涂层或封孔剂，只能防止水汽进入，不能防止混凝土中已存在的氯离子继续侵蚀钢筋，也不能防止氯离子、水分和氧气从未涂抹过的部位(如背面和侧面)、开裂部位或其他不能涂抹的部位(如桥梁和建筑物的接缝)渗入混凝土，破坏内部的钢筋。如果单纯采用粘钢或碳纤维布进行加固，不使用阻锈剂来抑制内部钢筋的腐蚀，内部钢筋仍会腐蚀膨胀，导致混凝土保护层与结构主体之间空鼓剥落，粘贴在这种剥落层(混凝土保护层)上的碳维或钢板不能有效加固原结构。目前，一些公司针对这种情况开发了新一代表面透水钢板，不能有效加强原有结构。目前，一些公司已经开发出新一代钢筋混凝土表面渗透缓蚀剂。使用时，将阻锈剂涂刷在混凝土表面，阻锈剂可自动渗入混凝土达70毫米以上，并吸附在钢筋表面形成保护膜。这种缓蚀剂渗入混凝土的原理与钢筋锈蚀的原理相同。它以液体(如水)、气体(如氧气)和离子(如氯离子)的形式注入混凝土，产品到达所有可能发生腐蚀的地方。同时，由于它对钢筋的吸附力比氯离子强，可以置换钢筋表面的氯离子，在钢筋表面形成比较牢固的保护膜，从而防止钢筋的进一步腐蚀。

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