混凝土腐蝕與防護

1、精選優(yōu)質(zhì)文檔-傾情為你奉上混凝土腐蝕與防護 摘要混凝土的碳化作用，O2 、H2O及其它侵蝕性介質(zhì)的滲入，所選材料，所處環(huán)境等各種因素都會影響混凝土結(jié)構(gòu)的耐久性，延長混凝土使用壽命的關(guān)鍵是降低空隙率、提高滲透能力。本文從腐蝕類型、材料選擇和配比、施工要求、表面改性等方面，對混凝土的防護方法進行了詳細的分析、論述。在已有混凝土結(jié)構(gòu)的表面涂覆一層穩(wěn)定、抗?jié)B的涂層，是被廣泛采取的保護措施。針對不同應(yīng)用環(huán)境，綜述了選擇涂層的種類和厚度，并介紹了混凝土涂料的發(fā)展方向。關(guān)鍵詞 混凝土結(jié)構(gòu) 腐蝕 防護方法 涂料Concrete Corrosion and ProtectionDu MoyuanAbstract

2、Concrete carbonation, O2, H2O, and other aggressive media penetration, selected materials, their environment, and other factors will affect the durability of concrete structures to extend the service life of concrete key is to reduce porosity and improve the penetration capability. In this paper, ty

3、pes of corrosion, material selection and proportioning, construction requirements, surface modification, etc., of concrete protection methods carried out a detailed analysis of discourse. The surface of the existing concrete structure coated with stable, impervious coatings are widely adopted protec

4、tive measures. For different applications, review the selection of the type and thickness of the coating, and introduces the development direction of concrete coatings.Keywords： concrete structure coating corrosion protection methods1.前言混凝土的定義：廣義：是指由膠凝材料、粗細材料、水等材料按適當?shù)谋壤浜?，拌合制成的混合物，?jīng)一定時間后硬化而成的堅硬固體。最常

5、見的混凝土是以水泥為主要膠凝材料的普通混凝土，即以水泥、砂、石子和水為基本組成材料。狹義：素混凝土（不添加鋼筋），由水泥、砂、水和石子組成。鋼筋混凝土是以波特蘭水泥的水化物【主要是水化硅酸鈣（3CaO.2SiO2.3H2O）】和水化鋁酸鈣（3CaO.Al2O3.6H2O）為粘結(jié)劑并結(jié)合一定級配的骨料如砂、碎石、或其他惰性和鋼筋制成的一種復(fù)合物1。由于混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計及選材施工不當、環(huán)境污染、混凝土老化、化冰鹽的作用及海水侵蝕等原因，引起混凝土的開裂及鋼筋的銹蝕，二者互為因果，相互作用，加速整個結(jié)構(gòu)的破壞，造成巨大的經(jīng)濟損失和人員傷亡2。因此，研究鋼筋混凝土的腐蝕機理和防護方法是一個比較現(xiàn)實的課題

6、35。2.混凝土的腐蝕類型混凝土的腐蝕主要分為三種類型6：（1）侵析腐蝕 即環(huán)境介質(zhì)將混凝土中易容成分溶解出來，引起孔隙率增大，PH值降低，即腐蝕物質(zhì)更易侵入混凝土內(nèi)部，如此循環(huán)，導(dǎo)致混凝土結(jié)構(gòu)很快破壞。（2）交換腐蝕 即酸、堿、鹽介質(zhì)與水泥中的某些成分發(fā)生化學(xué)反應(yīng)而引起的腐蝕，它們之間反應(yīng)越強烈，新生成物越容易溶解，混凝土的破壞就越迅速。（3）結(jié)晶腐蝕 即積在混凝土的空隙和毛細孔內(nèi)的一些鹽，產(chǎn)生結(jié)晶作用，造成因故相碰撞而引起的破壞。我國華北地區(qū)常見的“堿-集料反應(yīng)”即屬其中一例。所謂堿-集料反應(yīng)就是指水泥水化過程中析出的NaOH或KOH和集料中的活性氧化硅反應(yīng)，生成堿的硅酸鹽凝膠，凝膠吸水膨

7、脹誘發(fā)產(chǎn)生裂縫以致導(dǎo)致整個混凝土結(jié)構(gòu)的破壞，據(jù)研究表明，如果混凝土中總堿量超過3.8kg/m。則很容易造成堿集料反應(yīng)破壞7。3.混凝土結(jié)構(gòu)腐蝕的影響因素1混凝土本身結(jié)構(gòu)的影響 各種腐蝕破壞的程度主要決定于其結(jié)構(gòu)特點，混凝土的水灰比、水泥組分、骨料的種類和級配、外加劑以及施工水平等都影響著其抗腐蝕性812。2環(huán)境因素的影響 （1）碳化作用 空氣中的CO2與水泥水化物反應(yīng)，導(dǎo)致混凝土中PH值降低和混凝土本身的粉化，致使只有在高堿性環(huán)境下才能穩(wěn)定的氯鋁酸鹽水解，又產(chǎn)生Cl-的腐蝕（2）Cl-的影響 環(huán)境中游離的Cl-是破壞混凝土結(jié)構(gòu)的最重要因素，一旦滲入將和混凝土中的C3A反應(yīng)，生成比反應(yīng)物體積大幾

8、倍的固相化合物，造成混凝土的膨脹破壞。（3）SO4的影響 SO4的腐蝕機理與Cl-離子相同，也是生成大體積的固相物，使混凝土因膨脹而破裂。反應(yīng)式如下： (3CaO).AlO3.6H2O+3(CaSO4.2H2O)+20H2O=(3Cao),Al2O3.3CaSO4.32H2O（4）鎂鹽的影響 鎂鹽在滲入混凝土中后將與Ca(OH)2發(fā)生反應(yīng)，使混凝土中的堿度降低，水泥中的水化硅酸鈣和水化鋁酸鈣便易與呈酸性的鎂鹽反應(yīng)，所生成的Mg(OH)2還能與鋁膠、硅膠緩慢反應(yīng)，結(jié)果使水泥石粘結(jié)力減弱，混凝土強度降低。（5）環(huán)境的溫度、濕度和凍融交替頻度嚴重的影響著混凝土耐久性。當溫度高于40攝氏度、濕度大于9

9、0%時，將使混凝土加速破壞。凍融交替得越頻繁、混凝土受到的危害就越大。3生物作用的影響 類似于混凝土的化學(xué)腐蝕，如流化細菌利用下列反應(yīng)： 2S+SO2+2H2O=2H2SO4 將S轉(zhuǎn)變成H2SO4，從而引起混凝土的硫酸鹽腐蝕。4.混凝土結(jié)構(gòu)的防護方法 提高混凝土構(gòu)筑物的抗蝕性和耐久性，一方面要遴選優(yōu)質(zhì)材料，確定適當配比，提高施工水平，以改善混凝土結(jié)構(gòu)本身的密實性；另一方面，要將混凝土構(gòu)筑物與周圍腐蝕介質(zhì)隔離開來，以保護混凝土不受其侵蝕。為此目的，宜采取如下措施。A改善混凝土本身結(jié)構(gòu) （1） 使用普通混凝土時，應(yīng)針對不同環(huán)境選用不同水泥，如在酸性環(huán)境中選用耐酸水泥，在海水中選用耐硫酸鹽水泥和普通

10、硅酸鹽水泥等；增加混凝土中水泥用量，并且適當提高水泥中C3A的含量，但應(yīng)低于8%；降低水灰比，控制灰砂比；摻入引氣劑、膨脹劑、減水劑、防水劑、粉煤灰和礦渣等外加劑，可以顯著改善混凝土的抗?jié)B和耐久性；進行合理的攪拌、振實和充分的濕養(yǎng)護。（2） 使用高性能混凝土。高性能混凝土是基于結(jié)構(gòu)耐久性這一思路而設(shè)計的全新混凝土，與傳統(tǒng)混凝土相比，它具有許多特點和優(yōu)點：1不用振實就可自動填充模板，可節(jié)省設(shè)備，減少噪聲污染。2具有良好自密實性，可降低勞動強度和能源消耗。3不會由于水化熱的產(chǎn)生、水化硬化或干燥收縮等原因引發(fā)初始裂縫。4具有高抗?jié)B性，可以阻止Cl-、O2和H2O的滲入，從而預(yù)防了潛在的危險，延長混凝

11、土的使用壽命。B對混凝土進行表面改性（1） 在加熱干燥的混凝土表面涂上亞麻仁油，可延長56倍的使用壽命。（2） 混凝土表面采用硫磺浸漬砂漿，對較弱的酸和鹽類有良好的耐蝕性能。（3） 用石蠟80%和褐煤蠟20%混合制成細蠟粒，以一定比例與水泥拌合，待混凝土硬化后，加熱其表面，蠟粒榮華填滿混凝土空隙，可以防止侵蝕性離子的滲入。（4） 對混凝土表面進行天然的或人工碳化，可以明顯的提高混凝土的抗蝕性。用鹽溶液、甚至低濃度的酸溶液處理混凝土，使水泥石表面生成一層難溶解的鈣鹽以取代Ca(OH)2,這也是一種提高混凝土的抗蝕性的方法。如用氟硅酸（或氟化鎂、氟化鋅等）處理混凝土表面，反應(yīng)式如下： 3Ca(OH

12、)2+H2SiF6=3CaF2+Si(OH)4+2H2OC表面涂覆 在混凝土表面涂覆一層耐蝕、抗?jié)B、無毒、持久的涂料是一種成本低廉、簡單易行的方案。因此，研究開發(fā)用于混凝土表面的新型防腐蝕涂料是當今建筑界的一個熱點。 （1）鱗片涂料 這種涂料是由玻璃鱗片和耐腐蝕熱固性樹脂構(gòu)成，有優(yōu)越的防腐蝕和防滲透性能；可應(yīng)用于海洋、油田等苛刻的腐蝕環(huán)境。 （2）粉末涂料 這是一種不含溶劑，以粉末熔融成膜的新型涂料，具有無溶劑污染、涂覆方便、固話迅速、性能優(yōu)異等特點。其主要類型有：環(huán)氧樹脂、聚酯-TGIG、聚氨酯、丙烯酸系等。 此外，厚膜涂料、導(dǎo)電涂料、水性涂料等也是混凝土防腐蝕涂料的發(fā)展方向。但在具體應(yīng)用時

13、，應(yīng)根據(jù)所處環(huán)境的特點，選用相應(yīng)的涂層，選用相應(yīng)的涂層種類和厚度。5.結(jié)論綜上所述，要切實解決混凝土結(jié)構(gòu)或鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)的腐蝕，除了應(yīng)繼續(xù)重視混凝土中鋼筋的腐蝕機理及防護措施外，也要加強對混凝土的腐蝕及其防護方法的進一步研究，對建筑設(shè)計、結(jié)構(gòu)設(shè)計、材料設(shè)計、施工技術(shù)、養(yǎng)護和使用等方面予以綜合考慮，達到標本兼治，相得益彰，從而確?；炷翗?gòu)筑物的安全可靠、長期使用。 參考文獻1劉曉敏等，材料保護。1996.（29）6:12鄭偉希 中國科學(xué)院福建物質(zhì)結(jié)構(gòu)研究所碩士論文.19983張學(xué)元等 腐蝕與保護，1999 （20）1:94魏寶明等 .腐蝕與防護. 1999，（20） 2:55Tonini, and J.M.Gaidis, Corrosion of Reinforcing Steel in Conerete , ASTM STP 713, Phitadelphiia, PA; ASTM.19786B.M 莫斯科文等著 混凝土和鋼筋混凝土的腐蝕及防護方法 北京 化學(xué)工業(yè)出版社 1988 7徐浩 混凝土 1995，（2）：458P.K.Mehta.Effect