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建筑結(jié)構(gòu)腐蝕破壞返回總目錄第9章
建筑結(jié)構(gòu)腐蝕破壞教學(xué)提示:化學(xué)反應(yīng)裂損本來只是一些工業(yè)廠房的克星,多是由于工廠生產(chǎn)工藝帶來的酸性腐蝕或堿性腐蝕引起。但是當(dāng)前最值得關(guān)注的卻是面臨大建設(shè)進程的廣大鹽漬土地區(qū)的特殊環(huán)境腐蝕和已進入大建設(shè)過程的廣大沿海工程的氯離子腐蝕。這兩類腐蝕在性質(zhì)上與工業(yè)廠房的酸堿腐蝕相類似。本章著重討論的是工業(yè)建筑的化學(xué)腐蝕破壞機理。教學(xué)要求:要求引導(dǎo)學(xué)生從工業(yè)建筑化學(xué)腐蝕的嚴酷性中去認識鹽漬土地區(qū)與沿海地區(qū)腐蝕現(xiàn)象的普遍性,從一般建筑結(jié)構(gòu)裂損后鋼筋銹蝕階段的相似現(xiàn)象中去提高警惕。
從混凝土結(jié)構(gòu)出現(xiàn)裂損的原因來看,除了物理、力學(xué)方面的作用(如荷載作用、溫度作用、碰撞作用)引起的混凝土裂損外,還有鋼筋腐蝕脹裂、混凝土堿骨料反應(yīng)裂縫、混凝土碳化收縮裂縫等化學(xué)反應(yīng)裂縫引起的裂損。最近20年內(nèi)對混凝土結(jié)構(gòu)的實際調(diào)查發(fā)現(xiàn),混凝土結(jié)構(gòu)因化學(xué)裂損而引起的損壞或失效更加嚴重,應(yīng)該引起關(guān)注。教學(xué)提示:化學(xué)反應(yīng)裂損本來只是一些工業(yè)廠房的克星,多是由于工
概述
腐蝕分類及材料損傷機理建筑結(jié)構(gòu)腐蝕破壞實例被腐蝕建筑結(jié)構(gòu)的修復(fù)本章內(nèi)容思考題與習(xí)題概述腐蝕分類及材料損傷機理建筑結(jié)構(gòu)腐蝕破壞實例概述
建筑結(jié)構(gòu)中使用的混凝土、鋼材、磚石等,在試用期間常常受到腐蝕性介質(zhì)的腐蝕。如果建筑物在建造時對結(jié)構(gòu)材料未采取防腐措施,或雖采取了防腐措施,但工程質(zhì)量不佳,維護使用不當(dāng),使防腐措施失效,則腐蝕性介質(zhì)就可能損壞建筑結(jié)構(gòu),甚至使其破壞,失去使用價值。在工業(yè)建構(gòu)筑物中,在海岸工程中,在鹽漬土與礦化水地區(qū)的建構(gòu)筑物中,建筑結(jié)構(gòu)直接與氣態(tài)、液態(tài)等外部腐蝕性介質(zhì)接觸,或者被產(chǎn)品和生產(chǎn)中排放的腐蝕性物質(zhì)所污染,造成建筑結(jié)構(gòu)的損傷或破壞。在冶金、化工、造紙、食品及其他工業(yè)部門中,有20%~70%的建構(gòu)筑物常常受到各種腐蝕性介質(zhì)的作用,引起結(jié)構(gòu)材料的腐蝕。據(jù)一些國外專家的估計,由于混凝土和鋼筋混凝土的腐蝕造成的經(jīng)濟損失約占國民收入的1.25%。這些經(jīng)濟損失中包括了修復(fù)或重建建構(gòu)筑物的工程造價及修復(fù)或重建期間生產(chǎn)中所造成的經(jīng)濟損失。鑒于混凝土及鋼筋混凝土建筑結(jié)構(gòu)的廣泛性及重要性,本章將著重討論這類結(jié)構(gòu)。腐蝕性介質(zhì)對建筑結(jié)構(gòu)的損傷實質(zhì)上就是對構(gòu)成結(jié)構(gòu)的材料的損傷,所以我們集中討論腐蝕性介質(zhì)對水泥石及鋼筋的腐蝕問題。概述建筑結(jié)構(gòu)中使用的混凝土、鋼材、磚石等,在試用期腐蝕分類及材料損傷機理
世界上有許多建筑構(gòu)物已存在了幾百年依然健在,而許多建筑物卻僅僅使用幾年后就遭到破壞,這樣的事例不勝枚舉。例如:某一人造纖維廠的鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)的酸泵房,在使用四年后就遭破壞;某一大型石油化工聯(lián)合企業(yè),其用于安裝設(shè)備的露天框架結(jié)構(gòu),投入使用幾年就遭到破壞;某海上建造的鋼筋混凝土護堤,在使用4年~5年后,因遭受海水作用而損壞;一些橋墩混凝土因遭受含1.8g/L~2.3g/L硫酸鹽離子和0.3g/L~0.5g/L鎂離子的水浸蝕,很快就破壞;在一座橫跨鹽漬土地帶的橋梁附近,因鹽水周而復(fù)始地浸蝕鐵路路堤護坡混凝土護板,干、濕循環(huán),結(jié)果使鹽類在混凝土孔隙內(nèi)結(jié)晶,造成護板的破壞;蘭州某化肥廠硝酸銨(氮肥)造粒塔周圍的基座頂層混凝土,因硝酸銨顆粒吸收空氣中水份潮解,滲入混凝土孔隙中,干燥后又結(jié)晶,將混凝土脹壞。腐蝕分類及材料損傷機理世界上有許多建筑構(gòu)物已存在了幾百年依腐蝕分類及材料損傷機理
某一輸水管道鋪設(shè)在由礦化水所飽和的土壤中,礦化水中含有硫酸根離子5g/L~10g/L,氧化物2g/L~6g/L,鎂0.2g/L~0.4g/L。輸水管由混凝土制成,因礦化水滲入管子的混凝土,使用不久,管子即遭受嚴重破壞。某出租汽車停車場,在使用10年~12年時,因受到氯化物的腐蝕,其肋型樓板中的φ20鋼筋的點腐蝕深度達2.4mm,其極限強度比未受腐蝕部分的平均值低14.8%。由此可見,環(huán)境介質(zhì)與建構(gòu)筑物材料之間的關(guān)系十分復(fù)雜。為研究方便起見,作者在前蘇聯(lián)學(xué)者B.M.莫斯科文將混凝土及鋼筋的腐蝕分為三種基本類型的基礎(chǔ)上,略作修改,補充細分為六種基本類型。第一類:流動有壓軟水溶出性侵蝕。水泥在水化過程中產(chǎn)生大量Ca(OH)2。密實性較差、滲透性較大的混凝土,在一定壓力的流動軟水作用下,Ca(OH)2會不斷溶出并流失。這一方面使水泥石變得孔隙增多,變得酥松;另一方面使水泥石的堿度降低。而水泥水化物如水化硅酸鈣、水化鋁酸鈣等只有在一定的堿度環(huán)境中才能穩(wěn)定存在。所以,Ca(OH)2的不斷溶出又導(dǎo)致其他水化物的分解熔融,最終使水泥石破壞。腐蝕分類及材料損傷機理某一輸水管道鋪設(shè)在由礦化水所飽和的土腐蝕分類及材料損傷機理
隨著Ca(OH)2的不斷流失,混凝土的抗壓強度不斷下降。當(dāng)以CaO計的Ca(OH)2溶出量為25%時,抗壓強度將下降35.8%,溶出量更大,抗拉強度下降更大,最大達66.4%。雨水、雪水、蒸餾水、工廠冷凝水及含重碳酸鹽甚少的河水與湖水都屬于軟水。在流動及壓力水作用下的軟水才會引起水溶性侵蝕。這種腐蝕在多種建構(gòu)筑物中都能看到。在水與混凝土中水泥石接觸后的干燥部位,如水滲透進混凝土或沿混凝土表面流動后并隨之干燥,溶解在水中的Ca(OH)2與空氣中的CO2作用碳化后生成CaCO3沉積下來,在混凝土表面生成白色沉淀物,引起腐蝕,這種現(xiàn)象是頗為常見的。美國有一座堤壩建于1900年,被水強烈滲透。1939年修復(fù)該堤時,發(fā)現(xiàn)混凝土外部厚12mm~75mm的外殼尚好,內(nèi)部混凝土卻已受到嚴重破壞,破壞層厚度達1.5m深的地方。看起來,水泥石幾乎已全部被水淘空。因為施工時模板附近的混凝土搗得比較密實,而且表層混凝土受到碳化作用,減小了Ca(OH)2的熔蝕,所以保存了較好的一層外殼。內(nèi)部卻遭到破壞,這種隱蔽的破壞尤應(yīng)注意。腐蝕分類及材料損傷機理隨著Ca(OH)2的不斷流失,混凝土腐蝕分類及材料損傷機理
如果由于溫度變化造成裂縫或施工縫開裂、接縫質(zhì)量低劣、沉降縫和溫度縫有缺陷等原因產(chǎn)生了水在縫中的滲流,就容易產(chǎn)生水溶性侵蝕。第二類:溶解性化學(xué)腐蝕。溶解性化學(xué)腐蝕是指水泥石組分和酸或堿溶液發(fā)生化學(xué)反應(yīng)引起的腐蝕。此種化學(xué)反應(yīng)所生成的反應(yīng)產(chǎn)物或是由于擴散原因易于溶解,或是被滲流水從水泥石結(jié)構(gòu)中沖刷出,或是以非結(jié)晶體形式聚集,這種非結(jié)晶體無膠黏性,不會影響腐蝕破壞過程的進一步發(fā)展。換句話說,溶解于水中的酸類或鹽類與水泥石中的Ca(OH)2起置換反應(yīng),生成易溶鹽或無膠結(jié)性能的物質(zhì),使水泥石結(jié)構(gòu)破壞,混凝土結(jié)構(gòu)也就毀了。最常見的這類腐蝕性酸性介質(zhì)是碳酸、鹽酸、硫酸、硝酸等無機酸及醋酸、甲酸、乳酸等有機酸。當(dāng)環(huán)境水的pH值小于6.5時就會對混凝土造成酸腐蝕;最常見的堿性腐蝕介質(zhì)是鎂鹽、苛性堿等。當(dāng)堿的水溶液濃度大于15%,溫度高于50℃時,熔融狀的堿會對混凝土造成堿腐蝕。要注意的是,苛性堿NaOH、KOH與水泥石中的組分發(fā)生化學(xué)反應(yīng)后,在一種條件下可生成膠結(jié)性差、易于溶解的產(chǎn)物,發(fā)生溶解性化學(xué)蝕腐;在另一種條件下,則可產(chǎn)生結(jié)晶性的膨脹破壞,屬下面要講的第三類腐蝕。腐蝕分類及材料損傷機理如果由于溫度變化造成裂縫或施工縫開裂腐蝕分類及材料損傷機理
蘭州化學(xué)工業(yè)公司所屬的蘭州化肥廠及蘭州橡膠廠是前蘇聯(lián)援建的兩個項目,于1955年開工,分別于1958年及1960年先后建成投產(chǎn)。投產(chǎn)后沒幾年,對各有侵蝕性介質(zhì)的工業(yè)建構(gòu)筑物進行了調(diào)查,發(fā)現(xiàn)建構(gòu)筑物的圍護結(jié)構(gòu)如墻壁、屋蓋等遭受腐蝕的程度一般都較嚴重。這是因為圍護結(jié)構(gòu)處于許多不利因素作用下的緣故。建筑物內(nèi)生產(chǎn)裝置的腐蝕物質(zhì)可以不同的狀態(tài)排出:氣態(tài)、液態(tài)、霧狀、固體粉塵。液態(tài)的腐蝕性物就有工廠所潑灑出的酸、堿、鹽溶液及含酸、堿、鹽的污水,它們落在建筑結(jié)構(gòu)上后,對不同材料就會造成不同程度的腐蝕。例如,蘭州化肥廠的稀硝酸車間,在投產(chǎn)2年后,于1960年接受檢查,車間的鋼筋混凝土屋面板已經(jīng)遭受腐蝕。生產(chǎn)裝置排出的氧化氮氣體與車間空氣中的水分結(jié)合后,由于車間溫度低及屋面的隔熱性能差,在屋面板內(nèi)表面形成氧化氮氣體的冷凝液腐蝕了混凝土。腐蝕分類及材料損傷機理蘭州化學(xué)工業(yè)公司所屬的蘭州化肥廠及蘭腐蝕分類及材料損傷機理
第三類:膨脹性化學(xué)腐蝕。當(dāng)水泥石與含硫酸或硫酸鹽的水接觸時,可以產(chǎn)生體積增大許多倍的結(jié)晶體,將混凝土脹壞,產(chǎn)生膨脹性化學(xué)腐蝕;水泥的水化物遇到氫氧化鈉溶液浸透又在空氣中干燥時,氫氧化鈉被空氣中的CO2碳化,生成具有膨脹性的碳酸鈉結(jié)晶,可脹裂水泥石。第二類及第三類腐蝕有代表性的化學(xué)反應(yīng)式,在作為大學(xué)本科土木建筑工程必修課的“建筑材料”或“工程材料”教材中都有較詳細的表達,這里不再贅述。在第一類和第二類腐蝕中,水泥石的破壞與水泥石的組分和水泥石組分與腐蝕性介質(zhì)的反應(yīng)產(chǎn)物的溶解性有關(guān)。而第三類腐蝕的初始階段,由于結(jié)晶鹽在混凝土孔隙中逐漸積聚而使混凝土更加密實。如果這個過程發(fā)展緩慢,則混凝土的空隙及孔洞會慢慢的被生成的結(jié)晶物所填充,似乎混凝土變得更密實,會讓人產(chǎn)生一種錯覺:混凝土的強度還會提高,更能使人迷惑。所以,第三類腐蝕的初始形式有時很難察覺,只有當(dāng)持續(xù)發(fā)展下去,最后使混凝土開裂、破壞,人們才易發(fā)現(xiàn)。腐蝕分類及材料損傷機理第三類:膨脹性化學(xué)腐蝕。腐蝕分類及材料損傷機理
在實際工程中,常常是第二種或第三種腐蝕情況會同時出現(xiàn),但各種形式的破壞程度和性狀并不相同。重要的是弄清哪一種類型的腐蝕起主導(dǎo)作用。第四類:鹽類潮解、滲透、干燥、結(jié)晶——膨脹的物理破壞作用。有些鹽類如硝酸銨、氯化鈉(食鹽)等,很容易吸收空氣中的水分或周圍的水分而溶解,溶解后滲入混凝土、磚等材料的孔隙中,干燥后鹽會再結(jié)晶,膨脹壓力可把材料脹裂,使材料酥松。第五類:鋼材的電化學(xué)腐蝕。鋼筋混凝土中的鋼筋及鋼結(jié)構(gòu)的鋼構(gòu)件的化學(xué)腐蝕,是由于金屬表面形成了原電池而產(chǎn)生的腐蝕。兩種不同的金屬置于電解質(zhì)溶液中,由于電極電位不同,電子從易于失去電子的低電位金屬流向難于失去電子的高電位金屬,這樣產(chǎn)生電流的裝置叫做原電池。鋼材屬鐵碳合金,其中還含有很多其他雜質(zhì)元素,就合金而言,包括鐵素體、滲碳體、珠光體等,這些不同的元素或組織的電極電位不同,電位低的失去電子,電位高的得到電子,此種化學(xué)反應(yīng)的進行,就使金屬產(chǎn)生腐蝕。陰極或負電位值小的部分得到保護,陽極或負電位值大的部分受到腐蝕。腐蝕分類及材料損傷機理在實際工程中,常常是第二種或第三種腐腐蝕分類及材料損傷機理
當(dāng)鋼材處于潮濕空氣中時,鋼材表面會吸附一層薄水膜。當(dāng)水中溶有SO3、CO2、灰塵等時,即成為電解質(zhì)溶液,這樣就在鋼材表面形成無數(shù)微小原電池。如鐵素體和滲碳體在電解質(zhì)溶液中變成原電池的兩極,鐵素體活潑,易于失去電子,成為陽極;滲碳體成為陰極。在陽極區(qū),鐵被氧化成鐵離子進入水膜。因為水中溶有來自空氣中的氧,故在陰極區(qū)氧被還原成為OH-離子。兩者結(jié)合,形成不溶于水的Fe(OH)2,并進一步氧化成疏松易剝落的紅棕色鐵銹Fe(OH)3。電化學(xué)腐蝕是最重要的鋼材腐蝕形式。鋼材表面污染、粗糙、凹凸不平、應(yīng)力分布不均,元素或金屬組織之間的電極電位差別較大,以及溫度和濕度變化均會加速電化學(xué)腐蝕。腐蝕分類及材料損傷機理當(dāng)鋼材處于潮濕空氣中時,鋼材表面會吸腐蝕分類及材料損傷機理
第六類:鋼材的化學(xué)腐蝕。鋼材的化學(xué)腐蝕是由于大氣中的氧或工業(yè)廢氣中的硫酸氣體、碳酸氣體等與鋼材表面作用引起的?;瘜W(xué)腐蝕多發(fā)生在干燥空氣中,可直接形成銹蝕產(chǎn)物,如疏松的氧化鐵等,并無電流產(chǎn)生。氧化鐵的體積大于母金屬,所以,當(dāng)鋼筋混凝土構(gòu)件中的鋼筋生銹后,體積增大很多,在混凝土中產(chǎn)生內(nèi)應(yīng)力。此內(nèi)應(yīng)力大到可將鋼筋混凝土頂裂,然后,鋼筋與混凝土分離,鋼筋與混凝土之間粘結(jié)破壞,對鋼筋混凝土來說,這是致命的破壞。鋼筋混凝土構(gòu)件因鋼筋銹蝕而開裂,破壞的四個階段,如圖9.1所示。圖9.1鋼筋腐蝕及混凝土破壞機理腐蝕分類及材料損傷機理第六類:鋼材的化學(xué)腐蝕。圖9.1腐蝕分類及材料損傷機理
鋼筋混凝土中的鋼筋由于受到水泥水化后所產(chǎn)生Ca(OH)2堿性薄膜的保護及保護層的保護,理應(yīng)不受到化學(xué)腐蝕。但是由于混凝土碳化深入鋼筋表面,由于混凝土質(zhì)量低劣,由于環(huán)境惡劣或由于構(gòu)件受力裂縫達到鋼筋表面,鋼筋受腐蝕在許多情況下仍是不可避免的。實驗表明,應(yīng)力鋼筋在電化學(xué)反應(yīng)方面比無應(yīng)力鋼筋更活躍,所以腐蝕也就更強烈?,F(xiàn)根據(jù)文獻,并由作者做了個別修改,補充后的混凝土與鋼筋混凝土的腐蝕分類列于表9-1。表中所列堿—骨料反應(yīng)可參見“建筑材料”或“工程材料”,不再贅述。腐蝕分類及材料損傷機理鋼筋混凝土中的鋼筋由于受到水泥水化后腐蝕過程性質(zhì)腐蝕種類腐蝕過程腐蝕定量鑒別用的參數(shù)決定腐蝕過程動力學(xué)的因素壓力滲透自由沖洗物理化學(xué)過程:溶解結(jié)晶一類一~三類無鹽水的浸析中性鹽溶液的浸析從混凝土中帶出的水泥石溶解性組分的數(shù)量內(nèi)部擴散的速度腐蝕性介質(zhì)與水泥石組分的化學(xué)反應(yīng)三類結(jié)晶帶入的腐蝕性組分數(shù)量或腐蝕性組分與水泥石相互作用產(chǎn)物的數(shù)量毛細作用速度與表面蒸發(fā)速度之比內(nèi)部擴散的速度三、二、一類硫酸鹽腐蝕二類酸腐蝕與水泥石組分發(fā)生反應(yīng)的腐蝕性組分的數(shù)量滲透體積速度和水泥石被反應(yīng)產(chǎn)物壓實的過程在反應(yīng)產(chǎn)物層內(nèi)的擴散速度二類氧化鎂腐蝕水泥石的電解——電腐蝕通過結(jié)構(gòu)構(gòu)件的電流量電壓、電流和混凝土的電導(dǎo)率表面活性物質(zhì)吸附——固體物質(zhì)表面能量的吸附和降低水泥強度的降低表面活性物質(zhì)的濃度和受力狀況水泥石與料接觸面上的物理化學(xué)過程——活性氧化硅染料與堿性水泥相互作用膨脹變形反應(yīng)組分之間的對比關(guān)系——料中的白云石與堿金屬的鹽溶液相互作用鹽溶液干燥、結(jié)晶、膨脹的物理作用四類鹽潮解、滲入材料、干燥、結(jié)晶、膨脹膨脹變形結(jié)晶物增長數(shù)量鋼筋腐蝕五類鋼筋的電化學(xué)腐蝕金屬的腐蝕深度控制:陽性、陰性、電阻六類鋼筋的化學(xué)腐蝕金屬的腐蝕深度鋼筋的組分和結(jié)構(gòu),鋼筋的受力狀況及環(huán)境中的離子的含量腐蝕過程性質(zhì)腐蝕種類腐蝕過程腐蝕定量鑒別用的參數(shù)決定腐蝕過程建筑結(jié)構(gòu)腐蝕破壞實例
一.實例一混凝土輸水管道腐蝕破壞及自愈在前蘇聯(lián),為了向巴庫城輸送飲用水,于1911~1917年間建造了巴庫至烏拉爾斯基的輸水管道。管道截面為橢圓形,壁厚25cm,所用混凝土的配合比為1∶2∶4。水管管壁有一層厚1cm的1∶3水泥砂漿抹灰層,1.5mm~2mm厚的水泥壓光層。開始時,輸水管水流不滿。沿輸水管線路流動的地下水化學(xué)成份復(fù)雜,含有大量的硫酸鎂、氧化鎂和硫酸鈉。沿輸水管全長范圍內(nèi)的硫酸鹽含量平均200mg/L~400mg/L。由于輸水管內(nèi)水不滿,所以地下水會滲入不夠密實的管壁。致使硫酸鹽對水泥石的腐蝕而破壞混凝土。該輸水管道混凝土的破壞是在1924年首次發(fā)現(xiàn)的。為了尋找一個可靠的修復(fù)方法,對水管的破壞部位進行了反復(fù)研究,提出了一個輸水時將管道完全充滿的修復(fù)方法。經(jīng)過一段時間后,原來地下水滲入管道內(nèi)部的地方,減少或完全停止?jié)B透?;炷翝B透部位的蜂窩逐漸被填塞密實,上面被碳酸鈣層所覆蓋。建筑結(jié)構(gòu)腐蝕破壞實例一.實例一混凝土輸水管道腐蝕破壞建筑結(jié)構(gòu)腐蝕破壞實例
這種現(xiàn)象可作如下解釋:在輸水管出水處,水的暫時硬度是13.70H,只要地下水通過管壁進入輸水管道,硫酸鹽就會腐蝕混凝土。但當(dāng)水管內(nèi)完全充滿水后,水開始沿著破壞部位反向滲透,即由管內(nèi)向管外滲透,每個碳酸氫鹽分子在破壞部位都與水泥石中遇到的氫氧化鈣起反應(yīng),生成兩個分子的碳酸鈣。碳酸鈣沉積在滲透通道的孔壁上,逐漸填滿通道,從而阻止了滲透。這個過程也就是混凝土“自封閉”或“自愈”。這種修復(fù)方法是個很巧妙的方法。二.實例二國內(nèi)某冶金工廠酸洗車間建筑物腐蝕破壞冶金工廠因需要在鋼管、冷軋鋼材生產(chǎn)過程中采用酸性工藝清理鋼材內(nèi)外表面氧化物。酸洗所用的主要是硫酸或鹽酸。建筑結(jié)構(gòu)腐蝕破壞實例這種現(xiàn)象可作如下解釋:在輸水管出水處,建筑結(jié)構(gòu)腐蝕破壞實例
1.廠房損壞原因(1)酸洗設(shè)備簡陋,生產(chǎn)秩序混亂。酸洗時,大量酸液從酸洗槽內(nèi)溢出,沖洗水水量很大,每小時達40m3。大量帶酸的廢水通過已損壞的耐酸地坪、排水溝、下水道滲入地下,地下水嚴重污染。(2)耐酸地坪強度及防腐材料性能達不到工程要求,因此,地面破損,縫隙較多,酸水容易滲入地面及地下。(3)酸霧腐蝕。酸洗吸風(fēng)裝置被損壞,酸洗時往往為提高酸洗效率,便提高酸洗水溶液溫度達70?C~80?C,造成大量酸霧污染環(huán)境,腐蝕廠房。2.廠房損壞情況(1)耐酸地坪損壞嚴重;(2)基礎(chǔ)、地基土持力層嚴重腐蝕:基礎(chǔ)混凝土腐蝕速度平均為每年1cm~2cm;“工”字型柱的翼緣和腹板一般在10年左右,鋼筋即全部受腐蝕,鋼筋混凝土失去原有承載能力。在2m~3m深范圍內(nèi)的地基土承載能力大幅下降。(3)在屋架及屋面板上積聚的酸霧冷凝液對抗裂能力差、截面較小的鋼筋混凝土構(gòu)件造成程度不同的損壞。(4)因地基土已經(jīng)腐蝕嚴重,承載力減小太大,最后只好將廠房推倒重建。建筑結(jié)構(gòu)腐蝕破壞實例1.廠房損壞原因建筑結(jié)構(gòu)腐蝕破壞實例
三.實例三美國佛羅里達某公寓陽臺的腐蝕破壞這是位于海邊的兩棟12層鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)公寓,臨海一面帶有通長的預(yù)應(yīng)力鋼筋混凝土懸挑陽臺。背海一面則為非預(yù)應(yīng)力的普通鋼筋混凝土陽臺。普通鋼筋混凝土陽臺基本完好無損,受到嚴重腐蝕破壞的是預(yù)應(yīng)力鋼筋混凝土陽臺。預(yù)應(yīng)力筋的截面銹損率竟達50%,尤以預(yù)應(yīng)力端錨點處的銹損最為嚴重。經(jīng)對混凝土取樣進行氯化合物檢測,發(fā)現(xiàn)氯化合物含量竟達混凝土質(zhì)量的0.70%,高出規(guī)范限額的10倍~20倍,說明了問題的嚴重性。這一案例也說明,預(yù)應(yīng)力結(jié)構(gòu)的抗化學(xué)腐蝕能力更低。宜倍加注意。四.實例四水工建筑物的鋼筋銹蝕河海大學(xué)等單位在浙東沿海調(diào)查了22個水工建筑物的967根構(gòu)件,發(fā)現(xiàn)有538根構(gòu)件(占總數(shù)的56%)因受鋼筋銹蝕導(dǎo)致順鋼筋的開裂破壞;1981年南京水利科學(xué)研究院對我國華南地區(qū)的18座碼頭進行了調(diào)查,這些碼頭使用期只有7年~15年,但大量碼頭面板及橫梁都因鋼筋銹蝕發(fā)生混凝土順鋼筋的縱向裂縫,其中完好的僅2座;日本沖繩地區(qū)177座橋梁和672棟房屋的調(diào)查表明,橋面板和梁的損壞率達90%以上,校舍等一類民用建筑損壞率也在40%以上。這是因為混凝土采用海砂為細骨料,使鋼筋銹蝕而導(dǎo)致的后果。建筑結(jié)構(gòu)腐蝕破壞實例三.實例三美國佛羅里達某公寓陽臺被腐蝕建筑結(jié)構(gòu)的修復(fù)
對有遭受腐蝕危險的建構(gòu)筑物,必須進行持續(xù)的、定期的、由專人負責(zé)的仔細觀察。發(fā)現(xiàn)有腐蝕跡象,必須立即采取措施,阻斷腐蝕來源;發(fā)現(xiàn)有腐蝕破壞,必須很快修復(fù),以防腐蝕擴大到構(gòu)件的其他部位或其他構(gòu)件。在化工等企業(yè)的建構(gòu)筑物中進行修復(fù)工作常常是個很復(fù)雜的過程,具有許多特點。進行修復(fù)工作時,防腐措施的選擇必須考慮主要防腐覆蓋層破壞的程度及結(jié)構(gòu)表面是否有局部破壞。臨時的修繕工作必須在很短的時間內(nèi)進行,不得因修繕而影響生產(chǎn)工藝過程。修復(fù)工作進行前,必須對要修復(fù)的建筑結(jié)構(gòu)及其防腐保護層進行仔細的調(diào)查以確定破壞的原因、性質(zhì)及破壞部分的大小范圍及尺寸。只有在深入調(diào)查的基礎(chǔ)上才能選擇正確的防腐手段及修復(fù)方法。被腐蝕建筑結(jié)構(gòu)的修復(fù)對有遭受腐蝕危險的建構(gòu)筑物,必須進行持被腐蝕建筑結(jié)構(gòu)的修復(fù)
最經(jīng)常要做的事情是對重要的地下結(jié)構(gòu)——基礎(chǔ)進行技術(shù)檢查。因為基礎(chǔ)的破壞會給整個建構(gòu)筑物造成威脅。直接在酸作用區(qū)域內(nèi)的建筑物及重要設(shè)備的基礎(chǔ)要
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