第25卷第2期
浙江水利水电专科学校学报
ol
2013年6月
J. Zhejiang Wat. Cons Hydr College
Jun.2013
混凝土保护层质量与
钢筋锈蚀林乐琴
(乐清市水利局,浙江乐清325600
摘要:防止钢筋銹蚀是提高水エ钢觞混凝土结构耐久性一个重要因素.从结构设计角度探讨了混凝土碳化和钢
筋锈蚀产生机理,并根据实测数据分析了钢筋锈蚀与保护层厚度之间的关系,认为钢筋的锈蚀在很大程度上取决
于混凝土保护层的质量,并进而认为保护层密实性和必需厚度是保护混凝土保护层质量控制的关键。
关键词:钢筋;混凝土;保护层
中图分类号:TU375
文献标志码:A
文章编号:1008-536X(2013)02-0017-03
On Concrete Protective Layer Quality and Reinforcement Corrosion
LIN Yue-qin
( Yueqing Water Conservancy Bureau, Yueqing 325600, China)
Abstract: Corrosion protection of reinforing bar is an important way to improve the lasting of concrete structure. The reason
of concrete carbonation and reinforcing bar corrosion are discussed in this paper in the view of structure design. According
to the measured data, the relationship between reinforcing bar corrosion and the quality of concrete protection layer is also
analyzed in the paper. With analyzing the influencing factor of the concrete protection layer quality, it proves that the density
and necessary thickness of concrete protection layer is very important to quality control
Key words: reinforcing bar; concrete; protective layer
0引言
得到了广泛深入研究.但是混凝土的耐久性不应当
仅在材料问题上进行分析和评价,而应当把混凝土
根据近年来国内外实际调査资料可知,水工钢材料放在构件和工程结构的整体中进行研究和评
筋混凝土结构中,因钢筋的锈蚀而引起构件损坏,价,外界环境对混凝土材料的腐蚀与损伤主要发生
甚至整个结构失效的事例屡见不鲜,问题的严重性在混凝土的浅层,进而使得混凝土截面和强度受到
已越来越引起人们的重视-3
损失,影响结构的外观和安全.对于钢筋混凝土结
混凝土中钢筋锈蚀有两种情况;一种是先裂后构,更重要的是因表层混凝土发生腐蚀或损伤而削
锈,另一种是先锈后裂.一般构件表面无裂缝,由于弱了对钢筋的保护能力,加速钢筋锈蚀进程
腐蚀气体介质从保护层中全面涌透,扩散到钢筋表
泥凝土保护层一般定义为钢筋外表面到混凝
面而导致钢筋的锈蚀,引起钢筋体积膨胀(钢筋绣土构件表面的这层混凝土,位于钢筋与外界环境之
蚀产物一铁锈的体积比原来大2~4倍)使混凝间,是保护钢筋及内部混凝土不受外界侵蚀的重要
土保护层产生相当大的拉力,造成混凝土保护层顺防线,对钢筋混凝土结构耐久性具有十分重要的意
着钢筋方向开裂,削落而破坏这种先锈后裂类型义.因此,对于混凝土保护层的结构与性能需要进
与横向裂缝关系不大,主要与保护层有关.当然,钢行深入研究
筋的锈蚀还与结构所处的环境、构件受力方式等因
素有关
钢筋的锈蚀
对于混凝土材料的耐久性问题长期以来已经
钢筋在混凝土中锈蚀是一种特定的电化学腐
收稿日期:2013-04-20
蚀.通常条件下,混凝土中孔隙水为水泥水化时析
作者简介:林乐琴(1978-),女,新江乐清人,工程师.从事水利出的大量氢氧化钙和少数钾、钠氢氧化物.PH值约
工程质量监督
为12.5~13.5之间、在这种高碱性环境中,钢筋表
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浙江水利水电专科学校学报
第25卷
面会形成一层薄的纯化保护膜,其成分为r-Fe203,上述电化学腐蚀,导致钢筋局部锈蚀
尽管空气中的氧可以通过混凝土中孔隙渗到钢筋
据四航局科研所测定,Cl随保护层加厚而急
表面,但该纯化膜可有效地控制钢筋的锈蚀,所以剧减少,见表
只有当纯化膜破坏时,在水、氧气作用下,钢筋才会
发生锈蚀.导致钢筋表面纯化膜破坏(即脱纯)机理
表1Cl保护层变化表
有如下两种:混凝土的碳化、氯盐渗人混凝土中
保护层厚度/mm
Cl含量/%
1混凝土的碳化
大气中的CO2与混凝土孔隙液中的Ca(OH)2,
0.087
0.0106
反应生成弱碱性CaCO3该反应使混凝土的PH值
下降,这种将使混凝土从表层开始向内逐步失去碱
性现象,称为混凝土的碳化.当PH≤9时,则混凝土
综上所述,钢筋锈蚀的必要条件是氧和水.只
完全被碳化.
有在混凝土饱水或空气湿度过低(<40%)情况下
滉凝土碳化速度与水泥的品种、用量、所处环
钢筋几乎不发生锈蚀
境、水灰比、设计标准、施工质量等有密切的关系
钢筋的锈蚀在很大程度上取决于CO2,氯盐、氧
在具有良好配比的密实混凝士中,几十年碳化层深这三者的扩散程度.而影响这三者的主要是混凝土
度仅只有几毫米,因此混凝土对钢筋起着防护作
保护层的质量.
用.但当混凝土保护层密实性较差,保护层厚度较2混凝土保护层质量
薄时,在环境湿度(50%~90%)下,碳化深度将会
混凝士保护层质量的含意是指保护层的密实
显著增大,一旦达到钢筋表面,纯化膜将被破
性和必需的厚度
坏一一脱纯
而提高混凝的密实性,可以减少混凝土的内部
钢筋锈蚀时,脱纯的钢筋表面为电化腐蚀的阳
徽细孔隙量.在密实前提下,足够的保护层厚度可
极,而未脱纯钢筋表面区域成为阴极.其电化学作
以显著地推迟大气中水分、氧气、氯离子等侵蚀性
用可简单的表示为
介质一一渗透及扩散到钢筋表面的时间,同时也增
①在阳极:Fe→Fe'+2e
加了对钢筋锈蚀膨胀的抵抗力,这是防止钢筋锈蚀
②在阴极:O2+H20+4e→0H
的根本途径
③在阳极:20H+Fett→Fe(OH)2
2.1混凝士保护层厚度
最后氧化成铁锈nFe2O3?mH20,铁锈到一定
由资料分析可知,沿海地区混凝土保护层厚度
厚度就会使混凝士保护层开裂式脱落?如安微蚌埠当构架为板时取15~20mm,柱时取25mm,梁时取
水泉厂一九五九年建成的铸工车间,一九七九年25~30mm显然是不够的,应适当增大.要保持50
混凝土碳化钢筋锈,混凝土保护层大面积脱落而重年左右的使用寿命,又不采取涂层等防渗措施的
新改建
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