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钢筋混凝土结构阻锈保养

钢筋(jin)混凝土耐久性(xing)问题(ti),是(shi)一个复杂的(de)系统工程,受(shou)诸多因(yin)素(su)的(de)影响,由(you)于结(jie)构物(wu)必须能够经受(shou)环境作用(yong)和时间的(de)考验,因(yin)此(ci),环境因(yin)素(su)成(cheng)为影响结(jie)构耐久性(xing)的(de)焦点,而其中(zhong)的(de)腐蚀因(yin)素(su)特别是(shi)钢筋(jin)的(de)腐蚀破坏成(cheng)为世界关注(zhu)的(de)大(da)问题(ti),因(yin)此(ci),如(ru)何(he)采(cai)取技术措施(shi),防止钢筋(jin)锈蚀成(cheng)为国内外研究的(de)重(zhong)点之一。

防锈(xiu)措(cuo)施包括补丁(ding)修补法,涂层,密封和薄膜覆盖保(bao)护(hu),阴(yin)极保(bao)护(hu)法,电化学氯化物(wu)萃取法,再碱化,使用钢筋(jin)阻锈(xiu)剂等。

补(bu)丁修补(bu)法(fa)容易(yi)引起(qi)相邻混(hun)凝土(tu)(tu)中钢(gang)筋发生锈(xiu)(xiu)(xiu)蚀;涂层(ceng)、密封或(huo)薄膜覆盖保护法(fa)给(ji)施工带来很大困难;电化学(xue)方法(fa)技术难度(du)大,耗(hao)费(fei)时间长,花(hua)费(fei)成(cheng)本高;钢(gang)筋阻锈(xiu)(xiu)(xiu)剂(ji)方法(fa)因其经济性、实用(yong)性以(yi)及易(yi)操作(zuo)性受(shou)到业界的(de)重视,并(bing)已在(zai)工程中得到广泛(fan)应用(yong),为预防、阻止混(hun)凝土(tu)(tu)结构钢(gang)筋锈(xiu)(xiu)(xiu)蚀提供了一条切(qie)实有效的(de)途(tu)径。

钢(gang)筋(jin)(jin)混(hun)凝(ning)土构件的(de)(de)(de)裂缝处,钢(gang)筋(jin)(jin)与外界空气接触充分(fen)(fen),氧气浓(nong)度(du)(或(huo)分(fen)(fen)压)较高,电(dian)极电(dian)势(shi)(shi)(shi)较大;而(er)没(mei)开(kai)裂部(bu)分(fen)(fen),混(hun)凝(ning)土的(de)(de)(de)密实包裹使钢(gang)筋(jin)(jin)表面的(de)(de)(de)氧气浓(nong)度(du)变低,电(dian)极电(dian)势(shi)(shi)(shi)较小。于是(shi)形成腐蚀(shi)电(dian)池,电(dian)流(liu)从电(dian)势(shi)(shi)(shi)大的(de)(de)(de)一(yi)(yi)侧流(liu)向电(dian)势(shi)(shi)(shi)小的(de)(de)(de)一(yi)(yi)侧,电(dian)子则相(xiang)反,从电(dian)势(shi)(shi)(shi)小的(de)(de)(de)一(yi)(yi)侧向电(dian)势(shi)(shi)(shi)大的(de)(de)(de)一(yi)(yi)侧移(yi)动(dong),受(shou)混(hun)凝(ning)土密实保(bao)护的(de)(de)(de)那部(bu)分(fen)(fen)钢(gang)筋(jin)(jin)作(zuo)为(wei)阳极被腐蚀(shi)。腐蚀(shi)的(de)(de)(de)结果使钢(gang)筋(jin)(jin)在腐蚀(shi)区沿不同截面的(de)(de)(de)应力分(fen)(fen)布(bu)变得(de)更不均匀,从而(er)降低了(le)钢(gang)筋(jin)(jin)的(de)(de)(de)强度(du)和疲劳极限(xian)。

阳极区(qu)区(qu)生(sheng)成(cheng)(cheng)的(de)(de)Fe2+向周围水溶液深处扩散,迁移,阴极区(qu)生(sheng)成(cheng)(cheng)的(de)(de)OH-扩散到(dao)阳极区(qu),与阳极附(fu)近的(de)(de)Fe2+反应生(sheng)成(cheng)(cheng)Fe(OH)2,并进一步氧(yang)化成(cheng)(cheng)Fe(OH)3,Fe(OH)3脱水后(hou)变(bian)成(cheng)(cheng)疏松、多孔的(de)(de)Fe2O3.

阻(zu)锈机(ji)理:迁移性阻(zu)锈剂通过(guo)扩散达到钢筋表(biao)面(mian)后,含氮的极性基团通过(guo)物理或化学吸附排除水分子(zi)(zi)和(he)氯(lv)离子(zi)(zi),紧贴于(yu)钢筋表(biao)面(mian),形成单分子(zi)(zi)保(bao)护膜;其非极性基团在表(biao)面(mian)定向(xiang)排布(bu)形成疏水层(ceng)。这(zhei)层(ceng)保(bao)护层(ceng)的厚度和(he)组成成分取决于(yu)阻(zu)锈剂的浓度,该保(bao)护层(ceng)能够阻(zu)碍(ai)金属离子(zi)(zi)和(he)腐(fu)蚀介质、水分子(zi)(zi)和(he)氧向(xiang)金属表(biao)面(mian)渗透,从而起到阻(zu)锈作用(yong)。

评:阻锈,是(shi)钢筋混凝土结构(gou)面(mian)对的(de)重(zhong)大问题。认识(shi)到问题的(de)严重(zhong)性(xing)是(shi)投资商(shang)赢取更高(gao)利益的(de)前提。另外,只有在(zai)先期投入一定(ding)的(de)资金,才能获(huo)取直接(jie)的(de)经济收益,同时可(ke)以(yi)延长(zhang)结构(gou)的(de)服役期限。

在盐(yan)环境中的常规混(hun)凝(ning)土(不采取(qu)防(fang)(fang)护措(cuo)施),虽然(ran)初(chu)建费是低一点,但后续修(xiu)复(fu)费约为初(chu)建费的4倍。而采用(yong)加钢(gang)筋阻(zu)锈剂同时掺硅灰的方(fang)法,40年以内不用(yong)修(xiu)复(fu),初(chu)建费略有增加,60年的总费用(yong)较之(zhi)不采取(qu)防(fang)(fang)护措(cuo)施者至少节约70%。

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