技术必看：硬化混凝土的病害与防治
表观病害与钢筋锈蚀
硬化混凝土的表观病害是带有普遍性的,有相当一部分使用龄期长的钢筋混疑土建筑结构病害相当严重。一个重要的根源是钢筋的锈蚀所致。在分析锈蚀原因时,应首先判断是先裂后锈还是先锈后裂。先裂后锈除施工原因形成的冷缝、温度裂缝外,要着重分析是否由冻融、化学腐蚀和碱骨料反应产生裂缝。锈蚀引起表观病害的关系可参见表15-3。
钢筋锈蚀是由于钢筋去钝化引起。去钝化的成因一是混凝土碳化即中性化,失去保护层意义。二是盐污染,其途径有二:一种是由混疑土原材料带入拌合物,如海产骨料,拌合用水,氯离子的外加剂;另一种是盐雾、海水侵蚀。
混凝土外加剂带入的氯盐在混疑土中很大一部分与C3A呈结合状态。水泥的C3A含量愈高,硬化时间愈长,其氯盐结合量也愈大。这部分结合氯实际上对氯盐的促锈作用起了缓和效应。例如,CaCl2部分与水泥熟料矿物C3A反应生成稳定的复盐C3A·Ca-Cl2·10H2o的形式。但是游离的氯离子会破坏钝化膜和促进钢筋锈蚀。
混凝土中,钢筋的表面存在着阳极区和阴极区。
阳极过程:电子迅速跑向阴极,同时金属产生离子化过程,即
Fe+nH₂O→Fe++ • nH₂0+2e-
Fe+nH₂O→Fe++ • nH₂0+2e-
阴极过程:氧极化过程,透过混疑土保护层到达钢筋表面的氧气吸收电子而生成氢氧根离子,即
O₂+nH₂O+4e- →40H-
阳极过程生成的Fe2+和阴极过程生成的OH—在电介质溶液中不断扩散相遇在钢筋表面上生成Fe(OH)2,若再继续氧化,则转化成疏松状态的铁锈,体积膨胀产生压力,致使混凝土产生裂纹。这样循环作用招致更严重的锈蚀。
钢筋锈蚀的修补：
(1)对于锈蚀破坏期的钢锈,结构已处于不安全运行期,或者保护层空鼓,就应将松动的保护层决掉,露出的钢筋除锈后用环氧树脂补足缺损断面,重新浇筑混疑土保护层,同时注意用聚合物水泥浆处理好新旧界面。
(2)已碳化严重的混疑土结构有2种处理方法。一是在结构外新补做高密实的混疑土保护层。二是采用日本新技术,用电极渗透法将强碱性电解质溶液向已中性化的结构混疑土保护层内渗透,使旧混凝土重新转变成碱性。
(3)在混凝土结构表面加一层封闭性表面涂层。
钢筋锈蚀的防治措施：
(1)提高混疑土保护层的密实性和厚度。
(2)拒用粉煤灰、矿渣粉、硅灰等混合材。同时适当延长混凝土拌合时间和充分潮湿养护。
(3)混疑土拌合物中掺用阻锈剂。
(4)采用阴极保护技术。
(5)在混凝土表面涂覆:可分为3种类型:涂料涂覆层;玻纤布加强涂覆层;特种水泥砂浆涂覆层。
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