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低溫酸化緩蝕劑 |
鋼筋混凝土的腐蝕
鋼筋混凝土結構因具備耐久性好、承載能力強及成本低廉等優點而被廣泛的應用于城市建筑、橋梁、碼頭及公路等建筑物。通常，人們認為鋼筋混凝土是一種耐久性較好的材料，但長期的工程應用實踐表明，鋼筋腐蝕引發的混凝土劣化造成的鋼筋混凝土結構破壞現象十分普遍，而由此導致的直接及間接損失是十分慘重的。1900年前后，許多歐洲國家在使用道路除冰鹽后的10年內，普遍發生了鋼筋腐蝕、混凝土開裂事件。1981年，在美國境內，高達1/4比例的橋梁出現了腐蝕破壞現象；1993年，受到腐蝕破壞的橋梁大于橋梁總數的1/2，其中40%已承載力不足。而國內，廣泛應用鋼筋混凝土材料由來已久，受惡劣條件影響，特別是1950年前后，在工程實踐中向混凝土內大量摻入氯鹽，造成其耐久性下降，甚至出現危機人類生命及財產安全的案例發生。
在誘發混凝土結構鋼筋腐蝕的眾多因素中，碳化和氯鹽入侵被認為是最主要的因素。碳化過程是指自然界CO2或其他酸性氣體（如SO2）與濕混凝土內Ca(OH)2反應，降低混凝土的堿性。碳化并不損壞混凝土，它使混凝土產生收縮，降低混凝土孔隙率并增加其抗壓強度，但碳化的危害能引發鋼筋銹蝕。碳化一方面使混凝土堿度降低，一般認為當pH低于11.5時，鋼筋表面鈍化膜被破壞，失去保護作用，另一方面碳化可使結合態氯離子得到釋放，進而增加氯離子侵害性。氯鹽侵蝕是鋼筋腐蝕的最重要原因之一。
近年來,各國學者對氯鹽侵蝕誘發的混凝土鋼筋腐蝕機理進行了大量研究，但關于氯離子作用的影響卻眾說紛紜,主要有以下幾個機理：破壞鈍化膜理論、形成"腐蝕電池"理論、Cl-的陽極去極化作用、Cl-的導電作、Cl-與水泥石的作用。一般認為,當Cl-存在于鋼筋/混凝土界面時,在腐蝕電池產生的電場作用下, Cl-將不斷向陽極區遷移、富集,并反應生成易溶FeCl2,隨后向外擴散,遇OH-生成Fe(OH)2并釋放Cl-再次向陽極區遷移，帶出更多Fe2+，促進陽極不斷反應。與此同時生成的Fe(OH)2與氧和水反應生成Fe2O3。鋼筋銹蝕產物體積約為原鋼筋體積3～4倍，其體積的明顯增大將引入應力，致使混凝土開裂、脫落、剝離，反過來更促進侵蝕離子入侵，加速腐蝕發展。通常情況下,鋼筋發生腐蝕的可能性隨著混凝土中氯離子含量的升高而增大。
混凝土內氯離子以結合態和游離態兩種形態存在。結合態又分為化學結合和物理吸附，前者是氯離子與水泥漿的水化產物結合，形成鹽，后者是氯離子被吸附到水化產物或孔壁上。游離態即為游離在孔溶液的氯離子，其可自由移動,研究成果表明,只有混凝土孔隙液中游離的氯離子，才能引發鋼筋腐蝕。鋼筋發生腐蝕要求其周圍的氯離子必須達到一個臨界值，即臨界氯離子濃度。目前，世界上對氯離子臨界濃度測定尚沒有統一的標準試驗方法，且對于氯離子極限濃度值和氯化物濃度的表示方式一直存有爭議，常用的表示方法有：占水泥質量的百分比、單位質量混凝土中的重量和[Cl-]/[OH-]。但是混凝土內鋼筋的腐蝕趨勢會隨氯離子濃度升高而增大，因此實時有效檢測混凝土內氯離子濃度具有重要意義。
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2015年05月26日
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