钢筋锈蚀引起混凝土结构裂缝的分析及防治

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发布时间：2022-07-17

资料介绍

摘要混凝土材料受不良使用条件、不当的使用方法和环境污染等影响造成钢筋锈蚀,进而引起混凝土
结构过早的破坏,文章通过分析混凝土中钢筋锈蚀的机理和影响因素,提出了防止钢筋锈蚀的一些措施。
关键调泥凝土结构裂缝钢预防处理
1 概述
加。研究证明,钢筋锈蚀是从pH=11.8时开始的，
混凝土材料由于受不良的使用条件、不当的
此时钢筋的钝化膜已不稳定并逐渐破坏；在氧和
使用方法、环境污染等的影响,造成钢筋锈蚀已成
水的作用下,使钢筋开始锈蚀,由于锈蚀钢筋的体
为混凝土结构中的普遍现象。轻则影响结构的使
积膨胀,最终导致混凝土保护层胀裂。由于混凝
用性和耐久性,重则降低结构承载力,甚至导致结
土炭化后的pH值降低,因而随着炭化深度的增
构失效。钢筋锈蚀引起混凝土结构的过早破坏，
加,钢筋的锈蚀率相应增加。
已成为各国普遍关注的一大灾害,大量混凝土结
2.2 与环境湿度密切相关
构由于钢筋锈蚀，不得不维修或拆除,造成巨大的
相对湿度对混凝土中钢筋锈蚀有双重作用，
经济损失。通过分析混凝土中钢筋锈蚀的机理和
一方面影响混凝土中氧气的扩散速度;另一方面
影响因素，提出防止钢筋锈蚀的一些措施。
则影响混凝土的电导率。因此存在一个钢筋锈蚀
大量的工程实践和理论分析表明,钢筋混凝
速度最快的相对湿度。湿度不仅直接影响钢筋的
土构件基本上都是带裂缝工作的。只是有些裂缝
电化学锈蚀速度，而且还影响混凝土的炭化速度，
很细，甚至肉眼看不见(缝宽小于0.5mm),一般对
从而间接地使钢筋产生锈蚀。混凝土的湿度大
结构的使用无大的危害,允许其存在;有些裂缝在
时,其自由水含量高,对空气的渗透性低,炭化慢,
使用荷载、外界物理及化学因素作用下,不断产生
完全饱和的可能炭化；完全干燥(相对湿
发展引起混凝土炭化、保护层剥落及钢筋锈蚀,使
度不大于25%)的混凝土一般也不会炭化,根据实
钢筋混凝土强度和刚度受到削弱,耐久性降低,严
际调查和实验分析,结果发现气候比较干燥的地
重时甚至发生垮塌事故,危害结构的正常使用,必
区,钢筋锈蚀较慢,而常年多雨、干湿交替频繁的
须加以控制。因此研究混凝土裂缝产生的原因及
地区锈蚀较快。在干燥的环境下,如室内的钢筋
预防措施是非常重要和迫切的。
混凝土结构,不仅炭化速度慢,而且即使炭化达到
钢筋表面，钢筋也未发生锈蚀。大多数钢筋混凝
2 产生钢筋锈蚀的原因
土结构构件处于干燥环境中,运行几十年也未发
2.1 混凝土炭化造成钢筋锈蚀
生钢筋锈蚀,而当结构构件处于湿度较大的环境
混凝土炭化是一般大气环境中钢筋锈蚀的前
中,尤其是处于干湿交替的环境或渗雨渗水的部
提条件,正常情况下,空气中的二氧化碳气体在混
位,钢筋锈蚀一般较快。在十分潮湿的环境中,即
凝土表面逐渐被氢氧化钙吸收,形成炭化钙,这种
相对湿度大于80%时,混凝土孔隙中充满水分,二
现象称为混凝土炭化。炭化的速度除与二氧化碳
氧化碳气体不容易透人,难以造成钢筋锈蚀。当
的浓度有关外,还取决于相对湿度及混凝土的密
相对湿度低于40%时,在钢筋表面难以形成水膜，
实度等。一般状态下,由于水泥的水化作用,混凝
钢筋几乎不生锈。而当空气相对湿度在40%~80%
土内的pH值为12~13。在此环境下钢筋周围形成
时,有利于炭化作用,混凝土中的钢筋就容易锈
一种保护膜,即钝化膜,可保护钢筋不被锈蚀。混
蚀。
凝土中钢筋表面钝化膜的稳定性主要取决于周围
2.3 裂缝对钢筋锈蚀的影响
混凝土的pH值,因此钢筋锈蚀速度与混凝土液相
裂缝及其宽度对钢筋锈蚀是有影响的，而且
的pH值有密切关系,当pH>10时,钢筋的锈蚀速
裂缝宽度不同其影响程度也不同。首先,裂缝加
度相对较小,而当pH<4时,则锈蚀速度急剧增
快了锈蚀的发生，即锈蚀开始的时间提前,而在早