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湖南润通告诉你混凝土为什么会被腐蚀

由于多种因素,在建筑工程中,腐蚀无所不在。腐蚀给国民经济带来巨大的损失,腐蚀给我们生存的建筑空间带来不确定的安全隐患。对于混凝土而言,腐蚀是影响其结构耐久性、可靠性的至关重要的因素。下面湖南润通带你一起探讨混凝土被腐蚀的原因。

1.混凝土碳化的影响

湖南润通告诉你混凝土为什么会被腐蚀

CO2是全球变暖的温室气体主要组分,近年来人们为获得能源而向大自然索取的煤、石油、天然气的量在迅速增加,燃烧产生的CO2也在与日俱增,且由于全球人口猛增,森林草原迅速减少,碳源增加,碳源减少,综合结果使全球大气中CO2含量急剧增加。由于空气中含有大量的CO2,当CO2进入混凝土中的孔隙并溶解在孔隙水中形成一种酸性溶液,它与混凝土中的碱性物质发生中和反应,即:

CO2+NaOH→ Na2CO3+H2O

CO2 + 2Ca (OH)2 → 2CaCO3 + H2O

溶于水后呈碱性,但碱性较弱。而CaCO3是不溶于水的,所以反应后会使孔隙水中的CO2含量减少,同时混凝土的pH值将降低,而空气中的CO2会继续溶入孔隙水中,使反应继续进行,结果是降低了混凝土的高碱性,这样碳化就开始转向深一层的混凝土。当碳化的深度到达钢筋时,钢筋的钝化保护就会失稳、消失,这时就会引起钢筋的腐蚀。

2.氯化物的侵蚀

湖南润通告诉你混凝土为什么会被腐蚀

在沿海、内陆(如盐桥、盐碱地)或盐碱工业区,混凝土的集料和用水的氯盐含量较高;而且其工作环境也受氯盐的侵蚀,氯盐对混凝土和钢材有如下的腐蚀作用。

(1)对混凝土的腐蚀:

①MgCl2与混凝土中的Ca生成CaCl2能溶于水,形成多孔混凝土;

②海水中的MgSO4与混凝土中的Ca(OH)2生成CaSO4,又与铝酸钙生成硫铝酸钙——水泥杆菌,混凝土膨胀破坏;

③盐分子在混凝土毛细管内上升,不断结晶、聚集,胀裂混凝土。

(2)对钢筋的腐蚀:

①氯离子破坏钝化层;

②氯离子与铁构成了腐蚀电池,在钢筋表面形成特有的坑蚀;

③氯离子与铁离子生成FeCl2,再溶于水,转换成Fe(OH)2,释放出氯离子,周而复始,腐蚀钢筋,称为去极化作用。

然而,并非氯离子一到达钢筋表面就能破坏其钝化保护膜,引起钢筋的腐蚀。而是当氯离子的浓度超过引起钢筋腐蚀的临界氯离子浓度才会发生钢筋的腐蚀。

3.冻融

混凝土是由水泥砂浆及粗骨料组成的毛细多孔体。在拌制混凝土时加入的水总要多于水泥的水化水,以得到必要的和易性。多余的水便以游离水的形式滞留在混凝土中连通的毛细孔里。这种毛细孔里的自由水是导致混凝土遭受冻害的主要内在因素,因为水遇冷结冰产生体积膨胀会引起混凝土内部结构的破坏。当这种压力超过混凝土抗拉强度时,混凝土就会开裂。在反复冻融循环作用后,混凝土中的损伤会不断扩大,裂缝会相互贯通,其强度会逐渐降低,最后甚至完全丧失。

4.其它影响因素

⑴二氧化硫、硫酸盐及细菌的影响

①二氧化硫的影响:二氧化硫能与混凝土发生中和作用,能生成微溶的钙盐,此钙盐结晶时结合大量的水,使固相体积大大增加,导致混凝土发生结晶性腐蚀。

②硫氧化细菌的影响:若有硫氧化菌存在时,由于反应:S+O2+H2O→H2SO4,生成的H2SO4不但会引起混凝土的碱度降低,而且还会导致混凝土发生结晶腐蚀。

③硫酸盐的影响:硫酸根离子也能对钢筋直接产生破坏作用,硫酸根的去钝化作用能导致钢筋发生腐蚀。

⑵碱骨料反应

碱骨料反应是混凝土中某些活性矿物集料与混凝土孔隙中的碱性溶液之间发生的反应。必备的三个条件是:

①活性矿物集料(活性二氧化硅、白云质类石灰岩或粘土质页岩等);

②碱性溶液(KOH、NaOH)和水;

③温度、湿度和含盐量的促进作用。

⑶环境湿度的影响

①当空气相对温度接近于100%时,混凝土孔隙充满水分,阻碍了空气中氧气向钢筋表面扩散,二氧化碳也难以透入,使钢筋难以腐蚀。

②当相对湿度低于60%时,在钢筋表面难以形成水膜,钢筋几乎不生锈,碳化也难以深入。

③当空气湿度在80%左右时,有利于碳化作用,混凝中钢筋锈蚀发展很快。由于环境湿度往往随气候和生产情况而变化,因而混凝土也会随之变化会碳化,钢筋会腐蚀。

⑷微生物的腐蚀

①硫杆菌能将硫、硫化硫酸盐、亚硫酸盐等氧化成硫酸盐,最终转化成对混凝土有强腐蚀性的硫酸;

②硫酸盐还原菌能将硫酸盐还原为强腐蚀性硫化氢,但高PH值、高密实度及不易渗透的混凝土对其是免疫的。

混凝土的腐蚀是一个非常复杂的问题,混凝土的腐蚀往往是各种因素综合作用所产生的结果,因此分析混凝土腐蚀的原因有利于我们能够更好的来预防混凝土的腐蚀。


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