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影響鋼筋混凝土的不利因素
发布时间:2019-11-10 01:45浏覽次數:

鋼筋鏽蝕與混凝土的凍融循環

鋼筋鏽蝕與混凝土的凍融循環会对混凝土的结构造成损伤。当钢筋锈蚀时,锈迹扩展,使混凝土开裂并使钢筋与混凝土之间的结合力丧失。当水穿透混凝土表面进入内部时,受冻凝结的水分体积膨胀,经过反复的冻融循环作用,在微观上使混凝土产生裂缝并且不断加深,从而使混凝土压碎并对混凝土造成永久性不可逆的损伤。 

在潮濕與寒冷氣候條件下,對鋼筋混凝土路面、橋梁、停車場等可能使用除冰鹽的建築結構物,應使用環氧樹脂鋼筋或者熱浸電鍍、不鏽鋼鋼筋等材料作爲加強筋。環氧樹脂鋼筋可以通過表面的淺綠色塗料輕松識別。更便宜的辦法是使用磷酸鋅作爲鋼筋的防鏽塗料,磷酸鋅與鈣離子與氫氧根離子反應生成穩定的羟磷灰石。防水材料也用來保護鋼筋混凝土,如夾層填入膨潤土的無紡土工布。亞硝酸鈣Ca(NO2)2作爲緩蝕劑,按照相對于水泥重量1-2%的比例添加,可以防護鋼筋的腐蝕。因爲亞硝酸根離子是一種溫和的氧化劑,與鋼筋表面的亞鐵離子(Fe)結合沈澱爲不可溶的氫氧化鐵(Fe(OH)3). 

碳化作用

正確地說應該是叫碳酸化作用,習慣通稱爲碳化作用。混凝土中的孔隙水通常是堿性的,根據Pourbaix圖,鋼筋在pH值大于11時是惰性的,不會發生鏽蝕。空氣中的二氧化碳與水泥中的堿反應使孔隙水變得更加酸性,從而使pH值降低。從構件制成之時起,二氧化碳便會碳酸化構件表面的混凝土,並且不斷加深。如果構件發生開裂,空氣中的二氧化碳將會更容易進入混凝土的內部。通常在結構設計的過程中,會根據建築規範確定最小鋼筋保護層厚度,如果混凝土的碳化削弱了這一數值,便可能會導致因鋼筋鏽蝕造成的結構破壞。 

測試構件表面的碳化程度的方法是在其表面鑽一個孔,並滴以酚酞,沒有碳化部分便會變成粉色,通過測定沒有變色的砼的深度,便可得知碳化層的深度。

氯化腐蝕

氯化物, 包括氯化钠,会对混凝土中的钢筋腐蚀。因此,拌合混凝土时只允许使用清水。同样使用盐来为混凝土路面除冰是被禁止的。

堿骨料反應

堿骨料反應或碱硅反应,(Alkali Aggregate Reaction,简称AAR,或Alkali Silica Reaction,简称ASR)是指当水泥的碱性过强时,骨料中的非结晶硅成分(SiO2)溶解并游离在高pH (12.5 - 13.5) 的水中,与水泥中的氢氧根离子发生反应生成硅酸盐,与水泥中的氢氧化钙反应生成水合硅酸钙,引起混凝土的不均匀膨胀,导致开裂破坏。它的发生条件为(1)骨料中含有相关活性成分——非结晶的二氧化硅;(2)环境中有足够的氢氧根离子;(3混凝土中有足够的湿度,相对湿度大于75%。这种反应被称为混凝土之癌,不论是否加强了钢筋,混凝土中都会有此反应。例如,混凝土的大坝。

高鋁水泥的晶體轉變

高鋁水泥對弱酸特別是硫酸鹽有抗性,同時早期強度增長很快,具有很高強度和耐久性。在第二次世界大戰後被廣泛使用。但是由于內部水化物晶體的轉型,其強度會隨時間推移而下降,在濕熱環境下更爲嚴重。在英國,隨著3起使用高鋁預應力混凝土梁的屋頂的倒塌,這種水泥在當地于1976年被禁止使用,雖然後來被證明有制造缺陷,但禁令仍然保留。

硫酸鹽腐蝕

地下水中的硫酸鹽會與矽酸鹽水泥反應生成具有膨脹性的副産品例如礬石(ettringite)或碳硫矽鈣(thaumasitein)從而導致混凝土的早期失效。

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