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混凝土的钢筋锈蚀.ppt

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    • 混凝土的钢筋锈蚀混凝土的钢筋锈蚀 钢筋锈蚀已成为混凝土结构耐久性破坏中的首要因素钢筋锈蚀已成为混凝土结构耐久性破坏中的首要因素Ø   1985年,美国各类腐蚀引起损失达年,美国各类腐蚀引起损失达1680亿美元,钢筋锈蚀亿美元,钢筋锈蚀占占40%左右;左右;Ø   九十年代初,美国全部九十年代初,美国全部57.5万座钢筋混凝土桥中因钢锈破坏万座钢筋混凝土桥中因钢锈破坏而限载通车的公路桥占而限载通车的公路桥占1/4,其中已经不能通车的占,其中已经不能通车的占1%(约(约5000座),仅维修费高达座),仅维修费高达900亿美元Ø   我国交通部门于我国交通部门于1980年对华南地区年对华南地区18座码头调查的结果发座码头调查的结果发现:现:80%以上在使用不到以上在使用不到20年间就出现了严重或较严重的钢筋年间就出现了严重或较严重的钢筋锈蚀破坏;锈蚀破坏;Ø   北方地区,北京西直门旧立交桥仅运行北方地区,北京西直门旧立交桥仅运行18年就拆除重建,年就拆除重建,沈阳文化路大立交桥使用沈阳文化路大立交桥使用13年后因钢筋锈蚀严重破坏,哈大公年后因钢筋锈蚀严重破坏,哈大公路,在建成路,在建成5年后混凝土出现严重的顺筋胀裂和剥落。

      年后混凝土出现严重的顺筋胀裂和剥落       (1)钢筋锈蚀破坏机理钢筋锈蚀破坏机理p 原电池反应原理 原电池反应原理腐蚀电池必备条件:腐蚀电池必备条件:1) 阴极、阳极和电位差; 阴极、阳极和电位差;                  2) 离子通路 离子通路(电解质电解质);;                  3) 电子通路 电子通路阴极反应阴极反应:2H++2e-=H2↑阳极反应阳极反应电流电流铜(阴极)铜(阴极)锌(阳极)锌(阳极) 电极电位的形成原理图电极电位的形成原理图 p 钢筋微电池腐蚀 钢筋微电池腐蚀阳极反应:阳极反应:Fe-2e=Fe++   (氧化反应)(氧化反应)阴极反应:阴极反应:O2+2H2O+4e→4OH-   (还原反应)(还原反应)综合反应:综合反应:2Fe+O2+2H2O=2Fe(OH)2(伴有电流伴有电流)Fe(OH)2+O2+2H2O→Fe(OH)3→Fe2O3·nH2O(铁锈)(铁锈)阴极阴极阳极阳极 p 混凝土的保护作用 混凝土的保护作用Ø  物理保护作用:阻止水分、氧气、氯离子等外界有害介物理保护作用:阻止水分、氧气、氯离子等外界有害介质的侵入;质的侵入;Ø 化学保护作用:高碱性环境(由于孔溶液中存在有 化学保护作用:高碱性环境(由于孔溶液中存在有NaOH、、KOH,,CH等,等,pH值大于值大于12.5)下,阳极产生的)下,阳极产生的Fe(OH)2被氧化成被氧化成γ型氢氧化铁(纯化膜层):型氢氧化铁(纯化膜层):Fe(OH)2+O2→γ-FeOOH+H2O             (致密保护层)(致密保护层)钢筋钝化层钢筋钝化层l两个临界值:两个临界值:pH=9.88,开始形成钝化膜,,开始形成钝化膜,pH=11.5,钝化,钝化膜才能完全覆盖钢筋表面。

      膜才能完全覆盖钢筋表面 CO2CO2钢筋表面脱钝导致钢锈钢筋表面脱钝导致钢锈p 混凝土中性化导致锈蚀( 混凝土中性化导致锈蚀(pH≤10.5))Ca(OH)2+CO2→CaCO3↓+H2O(氢氧化钙氢氧化钙)    3CaO•SiO2 •3H2O+CO2 → 3CaCO3+2SiO2+3H2O(水化硅酸钙水化硅酸钙) 钢筋锈蚀产生的裂缝钢筋锈蚀产生的裂缝开裂锈蚀膨胀 混凝土碳化与钢筋锈蚀混凝土碳化与钢筋锈蚀 p 氯盐导致钢筋锈蚀 氯盐导致钢筋锈蚀 (Cl-/OH-≥0.6)Fe2++Cl-→[FeCl络合物络合物]-   (还原反应)(还原反应)[FeCl络合物络合物]- +2OH-=Fe(OH)2+Cl-Fe(OH)2+O2+2H2O→Fe(OH)3→Fe2O3·nH2O((铁锈铁锈))破破坏坏钝钝化化膜膜腐腐蚀蚀宏宏观观电电池池混凝土混凝土腐蚀坑腐蚀坑钢筋钝化层钢筋钝化层钢筋钢筋 Cl- -在钢筋锈蚀中的作用在钢筋锈蚀中的作用            氯离子是极强的阳极活氯离子是极强的阳极活(去钝化去钝化)剂在水泥的浸出剂在水泥的浸出液中,即使其液中,即使其pH值还很高值还很高(如达到如达到13),只要有,只要有4~6mg/L浓度的氯离子,就足以破坏钢筋钝化膜。

      浓度的氯离子,就足以破坏钢筋钝化膜                         Fe2++2Cl-+4H2O-----FeCl2.4H2O                    FeCl2.4H2O-----Fe(OH)2+2Cl-+2H++2H2O   氯离子虽然并不构成腐蚀产物,在腐蚀中也不消耗,   氯离子虽然并不构成腐蚀产物,在腐蚀中也不消耗,但作为促进腐蚀的中间产物,但作为促进腐蚀的中间产物,会给腐蚀起催化作用会给腐蚀起催化作用 海洋浪溅区混凝土的氯离子侵蚀海洋浪溅区混凝土的氯离子侵蚀l浪溅区下部接触氯化物机会多、潮湿,易成为阳极区,而上浪溅区下部接触氯化物机会多、潮湿,易成为阳极区,而上部接解氧气较多,易成为阴极区;部接解氧气较多,易成为阴极区;l浪溅区混凝土潮湿、又含有渗入的电解质,使其易形成良好浪溅区混凝土潮湿、又含有渗入的电解质,使其易形成良好的导电通路;的导电通路;l浪溅区干湿循环及海风风干作用使氯离子更易由于毛细管作浪溅区干湿循环及海风风干作用使氯离子更易由于毛细管作用进入混凝土内部用进入混凝土内部 p  钢筋混凝土锈蚀破坏机理钢筋混凝土锈蚀破坏机理CO2, O2, H2O222混混 凝凝 土土 表表 面面 应应力力 应应 力力 钢锈钢锈 破破坏裂缝坏裂缝 钢筋钢筋 钢锈膨胀压力,胀裂破坏.钢锈膨胀压力,胀裂破坏. (2)钢筋筋锈蚀破坏特征破坏特征p 混凝土顺钢筋开裂、剥落、脱层 混凝土顺钢筋开裂、剥落、脱层 开裂开裂剥落剥落分层分层 p  钢筋-混凝土间钢筋-混凝土间“握裹力握裹力”下降与丧失下降与丧失 p 钢筋断面损失:以局部腐蚀为主,均匀腐蚀较少。

       钢筋断面损失:以局部腐蚀为主,均匀腐蚀较少p 钢筋应力腐蚀断裂 钢筋应力腐蚀断裂 :应力+锈蚀相互促进的结果应力+锈蚀相互促进的结果p 钢筋腐蚀过程四阶段: 钢筋腐蚀过程四阶段:1)腐蚀孕育期)腐蚀孕育期T0、、2)腐蚀发展期T)腐蚀发展期T1、、3)腐蚀破坏期)腐蚀破坏期T2、、4)腐蚀危害期)腐蚀危害期T3T0>>T1>>T2>>T3  (3)钢筋锈蚀影响因素钢筋锈蚀影响因素p  混凝土密实度和保护层厚度混凝土密实度和保护层厚度 :: ü 密实度:水灰比、矿物掺合料、骨料;密实度:水灰比、矿物掺合料、骨料;ü 保护层厚度:设计富余系数, 保护层厚度:设计富余系数,30%↑ p 混凝土保护层的完好性 混凝土保护层的完好性 :: ü 成型质量:混凝土工作性、成型振动方式; 成型质量:混凝土工作性、成型振动方式;ü 表面开裂:材料性能、养护制度 表面开裂:材料性能、养护制度 开裂造成钢筋预应力损失开裂造成钢筋预应力损失开裂,使水和其它离子进入开裂,使水和其它离子进入 p 混凝土液相 混凝土液相pH值:值:ü  pH>>10,钢筋锈蚀速率很小;,钢筋锈蚀速率很小;pH≤4时,钢筋锈蚀速率急剧增时,钢筋锈蚀速率急剧增加;加;  ü 水泥品种、矿物掺合料不同,混凝土的碱度不同,碳化不同, 水泥品种、矿物掺合料不同,混凝土的碱度不同,碳化不同,对钢筋的保护不同。

      对钢筋的保护不同 粉煤灰减小混凝土的氯离子扩散的作用粉煤灰减小混凝土的氯离子扩散的作用 p 混凝土C 混凝土Cl-含量:含量: ü 预应力混凝土: 预应力混凝土:Cl-总量不超过总量不超过0.06%(水泥质量水泥质量);普通混;普通混凝土:凝土:Cl-总量不超过总量不超过0.10%(水泥质量水泥质量) ü 水: 水:200~~350mg/L;海砂:低于;海砂:低于0.06%;外加剂:防冻剂、;外加剂:防冻剂、早强剂         混凝土种混凝土种类内内掺型混凝土型混凝土氯盐总掺量量临界界值((%))外外掺型混凝土型混凝土氯盐浓度度临界界值((X10-6))中等中等强强度混度混凝土凝土1.155000高高强强混凝土混凝土0.8510500掺粉煤灰高粉煤灰高强强混凝土混凝土0.8--粉煤灰和高粉煤灰和高效减水效减水剂双双掺型高型高强强混凝土混凝土0.4510000 p 环境条件: 环境条件: ü 氯盐、潮湿、冷热交替、干湿变化 氯盐、潮湿、冷热交替、干湿变化           当构件使用环境很干燥(湿度当构件使用环境很干燥(湿度<40%),或完全处于水中,),或完全处于水中,钢筋的锈蚀极慢,几乎不发生锈蚀。

      钢筋的锈蚀极慢,几乎不发生锈蚀 (4)钢筋锈蚀的预防措施钢筋锈蚀的预防措施l 混凝土表面处理 混凝土表面处理l 阻锈剂 阻锈剂l 钢筋涂层 钢筋涂层l 电化学保护法 电化学保护法 1)  混凝土表面处理混凝土表面处理l 普通水泥砂浆层普通水泥砂浆层:   5~20mm厚,减缓碳化,用于轻弱侵厚,减缓碳化,用于轻弱侵 蚀性蚀性       环境;环境;l 聚合物改性水泥砂浆层聚合物改性水泥砂浆层ü   将聚合物以乳液形式掺入水泥砂浆,提高砂浆层密实性和粘接将聚合物以乳液形式掺入水泥砂浆,提高砂浆层密实性和粘接力;力;ü 主要种类有:丙烯酸类乳液、己烯基树脂、环氧树脂乳液; 主要种类有:丙烯酸类乳液、己烯基树脂、环氧树脂乳液; ü 主要用于盐类强腐蚀环境 主要用于盐类强腐蚀环境 : 海洋、盐碱地、撒化冰盐工程海洋、盐碱地、撒化冰盐工程 l表面渗透型防水涂层表面渗透型防水涂层   ü 在混凝土表面涂以渗透型涂层材料,这些渗入的物质,可与混凝在混凝土表面涂以渗透型涂层材料,这些渗入的物质,可与混凝   土组分起化学作用和堵塞孔隙,或自行聚合形成连续性憎水膜;土组分起化学作用和堵塞孔隙,或自行聚合形成连续性憎水膜;ü典型代表应属有机硅类材料,如烷基烷氧基硅烷等;典型代表应属有机硅类材料,如烷基烷氧基硅烷等;ü防水、透气,用于轻腐蚀环境下的混凝土防防水、透气,用于轻腐蚀环境下的混凝土防“老化老化”,如碳化、,如碳化、中性化。

      中性化   l表面涂层表面涂层  ü沥青、煤焦油类:用于地下工程,有较好的防水、防腐性能,沥青、煤焦油类:用于地下工程,有较好的防水、防腐性能,                                价格低廉价格低廉ü油漆类:耐碱、弹性一般不能在潮湿基面上施工,易老化、油漆类:耐碱、弹性一般不能在潮湿基面上施工,易老化、                                      不耐久ü防水涂料:有效防止水、水汽进入混凝土中,则能起到防止、防水涂料:有效防止水、水汽进入混凝土中,则能起到防止、                     减缓钢筋混凝土腐蚀的效果减缓钢筋混凝土腐蚀的效果ü树脂类涂料:环氧树脂、己烯基树脂、丙烯酸树脂、聚氨酯等树脂类涂料:环氧树脂、己烯基树脂、丙烯酸树脂、聚氨酯等                           都可用于混凝土的面层涂料,以环氧树脂为主的都可用于混凝土的面层涂料,以环氧树脂为主的                         涂层,有较好的防护性能和耐久性,可用于较严涂层,有较好的防护性能和耐久性,可用于较严                         酷的腐蚀环境中。

      酷的腐蚀环境中2)  阻阻锈剂  能抑制或减能抑制或减轻混凝土中混凝土中钢筋筋锈蚀的外加的外加剂ü分为三类:阳极型阻锈剂、阴极型阻锈剂、综合型阻锈剂分为三类:阳极型阻锈剂、阴极型阻锈剂、综合型阻锈剂 l最常用的阳极型:主要作用于阳极区,提高钝化膜抵抗最常用的阳极型:主要作用于阳极区,提高钝化膜抵抗Cl-的的                                  渗透性来抑制钢筋锈蚀的阳极过程渗透性来抑制钢筋锈蚀的阳极过程      具氧化性,如亚硝酸盐、铬酸盐、硼酸盐等具氧化性,如亚硝酸盐、铬酸盐、硼酸盐等  Fe2++OH-+NO2-→γ-FeOOH+NOü  Cl-的破坏作用与亚硝酸盐的成膜作用同时存在,当的破坏作用与亚硝酸盐的成膜作用同时存在,当NO2-量大于量大于     Cl-量时,钢筋锈蚀被阻止量时,钢筋锈蚀被阻止ü阴极型:主要作用于阴极区,其主要作用机理是这类物质大都阴极型:主要作用于阴极区,其主要作用机理是这类物质大都                  是表面活性物质,它们选择性地吸附在阴极区,形成是表面活性物质,它们选择性地吸附在阴极区,形成                  吸附膜,从而阻止或减缓电化学反应的阴极过程。

      吸附膜,从而阻止或减缓电化学反应的阴极过程 3)钢筋涂筋涂层 (环氧氧树脂涂脂涂层钢筋筋): 用黏性用黏性环氧涂氧涂层包裹包裹钢筋,筋,                               与钢筋紧密胶结在一起,阻止了阳极反应与钢筋紧密胶结在一起,阻止了阳极反应ü 环氧涂氧涂层钢筋的研究起源于美国美国筋的研究起源于美国美国联邦公路邦公路(FHWA )于于70年代初开始研制年代初开始研制环氧涂氧涂层钢筋,筋,1973年首次年首次试用于用于桥面面板,并不断板,并不断扩大大应用和制定相关用和制定相关标准ü随后,其他国家和地区,也在发展和应用环氧涂层钢筋技术,随后,其他国家和地区,也在发展和应用环氧涂层钢筋技术,在海洋环境、使用防冰盐及其他强腐蚀条件下,使用环氧涂层在海洋环境、使用防冰盐及其他强腐蚀条件下,使用环氧涂层钢筋是被推荐措施之一,有些是首选措施钢筋是被推荐措施之一,有些是首选措施 Ø主要技术特点主要技术特点 : ü涂层制作:环氧涂层钢筋采用静电粉末喷涂的方法,在工厂对钢涂层制作:环氧涂层钢筋采用静电粉末喷涂的方法,在工厂对钢                         筋涂层。

      筋涂层ü能保证涂层与基体钢筋的良好粘结,抗拉、抗弯好,能保证涂层与基体钢筋的良好粘结,抗拉、抗弯好,90°弯曲不出弯曲不出现裂缝,这是其他涂层难以达到的环氧涂层钢筋与混凝土的握裹现裂缝,这是其他涂层难以达到的环氧涂层钢筋与混凝土的握裹力下降幅度最小力下降幅度最小(相关标准允许降低相关标准允许降低10%),而其他涂层都可能使握,而其他涂层都可能使握裹力大幅度降低裹力大幅度降低(甚至超过甚至超过50%)ü环氧树脂粉末涂层还具备以下性能:环氧树脂粉末涂层还具备以下性能:①①耐碱性能长期经受混凝耐碱性能长期经受混凝土的高碱性环境土的高碱性环境(pH=12.5~~13.5);;②②耐化学侵蚀由于环氧树脂粉耐化学侵蚀由于环氧树脂粉末涂层具有很高的化学稳定性和耐腐蚀性,并且膜层具有不渗透性,末涂层具有很高的化学稳定性和耐腐蚀性,并且膜层具有不渗透性,因此能阻止水、氧、氯盐等腐蚀介质与钢筋接触;因此能阻止水、氧、氯盐等腐蚀介质与钢筋接触;③③弹性和耐摩擦弹性和耐摩擦性都是良好的性都是良好的 ü近年来,我国建设部也制定了环氧涂层钢筋的产品标准,并开近年来,我国建设部也制定了环氧涂层钢筋的产品标准,并开始有一些工程应用的实例。

      始有一些工程应用的实例 使用中应注意问题使用中应注意问题 : ü保证钢筋表面环氧涂层的完整性,无孔洞、破伤或膜层太薄等保证钢筋表面环氧涂层的完整性,无孔洞、破伤或膜层太薄等;ü运输、装卸过程中,应最大限度的保证不碰伤、划伤钢筋表面的运输、装卸过程中,应最大限度的保证不碰伤、划伤钢筋表面的环氧涂层;环氧涂层;ü施工中,人和机械搅捣,都不应碰伤、划伤、损坏钢筋表面的环施工中,人和机械搅捣,都不应碰伤、划伤、损坏钢筋表面的环氧涂层ü环氧涂层钢筋在价格方面要比普通钢筋贵,在国外,增加的费用环氧涂层钢筋在价格方面要比普通钢筋贵,在国外,增加的费用可能占到整个工程总造价的可能占到整个工程总造价的1%~~2%4)电化学保化学保护法法: 根据腐根据腐蚀电池原理,池原理,强强制使制使钢筋成筋成为原原电池池                            阴极而受到保阴极而受到保护不不发生生锈蚀的一种防的一种防锈技技术    Fe→Fe++++2e           Fe←Fe+++2e+Me(充充负电)   混凝土中钢筋阴极保护示意混凝土中钢筋阴极保护示意(a)-外加电流法;外加电流法;(b)-牺牲阳极法牺牲阳极法1-混凝土;混凝土;2-钢筋钢筋(阴极阴极);;3-铸铁阳极;铸铁阳极;4-直流电源;直流电源;5-水;水;6-镁阳极镁阳极使用中应注意问题使用中应注意问题 : ü结构物可实施阴极保护措施的前提条件是,混凝土中所有钢结构物可实施阴极保护措施的前提条件是,混凝土中所有钢筋必须是电连通的,否则会引起筋必须是电连通的,否则会引起“杂散电流杂散电流”腐蚀。

      腐蚀ü 大气环境下电解质导电问题:导电涂层大气环境下电解质导电问题:导电涂层ü施工时严格避免阴、阳极短路、断路施工时严格避免阴、阳极短路、断路ü在整个使用期间,要维护、保证所有设备正常工作在整个使用期间,要维护、保证所有设备正常工作 p  电化学除氯阻锈法电化学除氯阻锈法 : 在外加电场作用下,使钢筋混凝土在外加电场作用下,使钢筋混凝土                                       中氯盐被排出,钢筋重新钝化的一中氯盐被排出,钢筋重新钝化的一                                       种混凝土结构无损修复技术.种混凝土结构无损修复技术.ü从上世纪九十年代开始在北美、英国、德国、瑞士、日本从上世纪九十年代开始在北美、英国、德国、瑞士、日本及中东等及中东等20多个国家和地区得到一定工程应用,总应用面积多个国家和地区得到一定工程应用,总应用面积在在20万万m2左右 混凝土保护层混凝土保护层混凝土中钢筋作阴极混凝土中钢筋作阴极阳离子阳离子(如:如:K+、、Na+、、Ca2+、、Mg2+)阴离子阴离子(如:如:Cl-、、OH-)外部电解质中的阳极外部电解质中的阳极+V-- p  可能产生的负面影响:可能产生的负面影响:ü 混凝土中其它阴离子如混凝土中其它阴离子如OH-、、SO42-、、NO2-(如以(如以Ca(NO2)2 作为阻作为阻锈剂掺入使用时)也同时被排出,可能导致部分锈剂掺入使用时)也同时被排出,可能导致部分CSH、硫铝酸盐水、硫铝酸盐水化产物会发生分解,从而导致混凝土内层孔隙结构粗化;化产物会发生分解,从而导致混凝土内层孔隙结构粗化;ü  同时在钢筋同时在钢筋-混凝土界面处聚集了大量富钠、富钙、富铁、富钙混凝土界面处聚集了大量富钠、富钙、富铁、富钙的水化产物,可能导致或加速碱的水化产物,可能导致或加速碱-骨料反应破坏。

      骨料反应破坏ü  在外加电场作用下,混凝土中钢筋阴极极化反应生成的大量氢气,在外加电场作用下,混凝土中钢筋阴极极化反应生成的大量氢气,可能导致钢筋抗拉强度和延性降低而发生可能导致钢筋抗拉强度和延性降低而发生“氢致脆断氢致脆断”破坏象6)混凝土钢筋锈蚀的检测技术混凝土钢筋锈蚀的检测技术Ø直接测量法:破损检测方法 直接测量法:破损检测方法 ר分析推测法:基于材料、环境、荷载综合因素基础上进行分析分析推测法:基于材料、环境、荷载综合因素基础上进行分析Ø无损检测方法:电化学法、物理法等无损检测方法:电化学法、物理法等 372.0ResmVCu/CuSO4 半电池半电池高灵敏度万用表高灵敏度万用表多孔木塞多孔木塞Fe -> Fe2+ + 2e-电流电流p  半电池电位半电池电位 测量钢筋不同部位电极电位,电位差越大,腐蚀速率越快测量钢筋不同部位电极电位,电位差越大,腐蚀速率越快 现象现象北京二北京二环路西北角的西直路西北角的西直门立交立交桥旧旧桥于于1978年年12月开工,月开工,1980年年12月完工使用一段月完工使用一段时间后,后,桥使用混凝土的部位都有使用混凝土的部位都有不同程度开裂不同程度开裂。

      1999年年3月因各种原因拆除部分旧月因各种原因拆除部分旧桥改建旧旧桥东南引南引桥桥面和面和桥基基钻芯作芯作K2O﹑Na2O﹑Cl-含量含量测试ØCl-浓度呈明度呈明显梯度分布,表面梯度分布,表面Cl-浓度度为0.15%%﹑0.094%和%和0.15%距表面%距表面1 cm处Cl-浓度度骤增,分增,分别为0.30%%﹑0.18%和%和0.78%在1~~2 cm处Cl-浓度达到最高度达到最高值,其后随着离开表面距,其后随着离开表面距离的增加,离的增加,Cl-浓度逐度逐渐减至减至0.1%左右%左右Ø该混凝土的粗、混凝土的粗、细集料均含有一定数量的活性成分,集料均含有一定数量的活性成分, 存在存在发生碱一集料的可能性碱含量生碱一集料的可能性碱含量Na2O为0.3%、、3.6kg/m3,可形成,可形成碱集料反碱集料反应的条件Ø冬夏气候冬夏气候变化 原因原因Ø 北京市北京市80年代每年化冰年代每年化冰盐的撒散量的撒散量为400~~600 t,主要用于,主要用于长安街和城市立交安街和城市立交桥西直门立交旧立交旧桥混凝土中的混凝土中的Cl-主要来自化主要来自化冰冰盐NaCl混凝土表面混凝土表面Cl-含量低于距表面含量低于距表面1~~2 cm处,是因其表,是因其表面受雨水冲刷,部分面受雨水冲刷,部分Cl-溶解入雨水中流失。

      溶解入雨水中流失Cl-超超过最高极限最高极限值后,会破坏后,会破坏钢筋的筋的钝化膜,化膜,锈蚀钢筋,筋,锈蚀产物体物体积膨膨胀,,导致致钢筋开裂,保筋开裂,保护膜脱落Ø该混凝土的粗、混凝土的粗、细集料均含有一定数量的活性成分集料均含有一定数量的活性成分, 存在存在发生生碱一集料的可能性碱一集料的可能性Ø 盐冻+冻融融 北京北四环健翔桥防撞墩修复实例北京北四环健翔桥防撞墩修复实例        健翔桥是北京北四环换乘道路上的一座主要的桥梁,该桥健翔桥是北京北四环换乘道路上的一座主要的桥梁,该桥自从开始使用到现在一直饱受汽车尾气中自从开始使用到现在一直饱受汽车尾气中SO2等有害气体、冬等有害气体、冬天化雪用的化雪盐中含有大量的天化雪用的化雪盐中含有大量的Cl-等有害离子的侵蚀,致使该等有害离子的侵蚀,致使该桥的防撞墩出现了大量的钢筋锈蚀、保护层开裂等不同程度的桥的防撞墩出现了大量的钢筋锈蚀、保护层开裂等不同程度的破坏 材料材料•钢筋保护剂钢筋保护剂Mucis Steel Protection•表面型迁移性阻锈剂表面型迁移性阻锈剂MuCis mia 200•修补砂浆修补砂浆MuCis BS 39•混凝土表面加强防水剂混凝土表面加强防水剂TECNOSOLID 82/WP•泰美涂保护涂料泰美涂保护涂料TECNORIV AC 100。

       剔除保护层剔除保护层施工施工    用修补砂浆用修补砂浆BS39修补修补调配调配 、涂刷钢筋保护剂涂刷钢筋保护剂MSP涂刷表面型迁移性阻锈剂涂刷表面型迁移性阻锈剂   修复后效果修复后效果涂刷涂刷TECNOSOLID 82/WP 涂刷泰美涂保护涂料涂刷泰美涂保护涂料AC 100    日照港煤码头日照港煤码头7#墩钢筋混凝土结构锈蚀墩钢筋混凝土结构锈蚀日照港煤日照港煤码头主要以主要以钢筋混凝土筋混凝土结构构为主,由于主,由于长期受海水期受海水浸泡、干湿交替、日光曝晒、沿海浸泡、干湿交替、日光曝晒、沿海盐雾、海生生物及潮湿空、海生生物及潮湿空气的腐气的腐蚀,混凝土表面存在着大量的毛,混凝土表面存在着大量的毛细孔及各种原因造成孔及各种原因造成的的细微微缝隙,隙,这些都是海水侵些都是海水侵蚀码头混凝土的直接通道,混混凝土的直接通道,混凝土孔隙中的水分通常以凝土孔隙中的水分通常以饱和的和的氢氧化氧化钙溶液形式存在,其溶液形式存在,其中中还含有一些含有一些氢氧化氧化钠和和氢氧化氧化钾,,pH值约为12.5,海水,海水环境下又含有境下又含有较高高浓度的度的氯离子日积月累的作用使混凝土逐月累的作用使混凝土逐步形成表面多孔的腐步形成表面多孔的腐蚀面,面,这种腐种腐蚀面在海水的面在海水的动力作用下力作用下更加速了混凝土表更加速了混凝土表层腐腐蚀。

      如果腐如果腐蚀介介质进一步渗透到一步渗透到钢筋筋并造成并造成锈蚀就会就会对码头的的结构构严重破坏,造成巨大的重破坏,造成巨大的损失工程概况工程概况 发生的主要破坏情况发生的主要破坏情况钢筋锈蚀钢筋锈蚀盐水水侵侵蚀混凝土开裂混凝土开裂 某码头板梁底出现裂缝及钢筋锈蚀某码头板梁底出现裂缝及钢筋锈蚀华南地区某海港油气南地区某海港油气码头引引桥使用使用仅8年,年,л型板梁底出型板梁底出现明明显裂裂缝及及钢筋筋锈蚀而л型板却基本完好型板却基本完好请讨论其原因工程概况工程概况而而л型板却基本完好型板却基本完好л型板梁底出型板梁底出现明明显裂裂缝及及钢筋筋锈蚀 码头码头л型板梁混凝土不同深度型板梁混凝土不同深度Cl-分布情况(分布情况(%))测试结果测试结果从表中可从表中可见,随混凝土深度增加,,随混凝土深度增加,Cl-含量依次含量依次递减目前国减目前国外一般把混凝土内外一般把混凝土内Cl- 含量达到其致含量达到其致锈临界含量界含量值时的的时间,,确定确定为混凝土的安全使用寿命混凝土的安全使用寿命华南地区海港南地区海港码头调查该值为0.105%~%~0.145 %该混凝土保混凝土保护层设计厚度厚度为5.5 cm,且,且由于施工偏差,部分构件由于施工偏差,部分构件实际保保护层厚度低于厚度低于设计值。

      当海当海水中水中Cl-渗透渗透进混凝土,使混凝土,使钢筋表面筋表面Cl-含量达致含量达致锈值时,,锈蚀开始;腐开始;腐蚀产物体物体积膨膨胀,使混凝土,使混凝土产生与生与钢筋平行的筋平行的顺筋筋裂裂缝,乃至混凝土开裂,,乃至混凝土开裂,钢筋的筋的电化学腐化学腐蚀迅速迅速进行取取样标高高为2.91-3.06 m构件名称构件名称0-2cm2-4cm4-6cm6-8cm人行桥和引桥人行桥和引桥0.34190.20830.16470.0946工作平台工作平台0.42090.29930.16720.0969原因分析原因分析 加拿大魁北克省拉瓦尔立交桥坍塌事故原因分析加拿大魁北克省拉瓦尔立交桥坍塌事故原因分析该桥于于2006年9月30日年9月30日发生立交生立交桥坍塌事故并造成坍塌事故并造成5人死人死亡、亡、6人受人受伤这座建于座建于1970年的立交年的立交桥设计寿命寿命为70年,年,目前尚未目前尚未发现任何任何设计方面的瑕疵方面的瑕疵工程概况工程概况 拉瓦拉瓦尔尔立交立交桥坍塌事故坍塌事故发生后,有关人生后,有关人员对全省境内的全省境内的4500座立交座立交桥进行了行了紧急普急普查,并确定其中,并确定其中20座将接受座将接受进一步一步检查。

      该市另一座建于同一市另一座建于同一时间并并拥有同有同样结构的立交构的立交桥及蒙及蒙特利特利尔尔附近另一座附近另一座桥梁,也因担心存在安全梁,也因担心存在安全隐患而关患而关闭当地下雪频繁,桥面上撒的盐过多当地下雪频繁,桥面上撒的盐过多使用情况使用情况雪水渗透立交桥结构里面腐蚀钢筋,使其与混凝土雪水渗透立交桥结构里面腐蚀钢筋,使其与混凝土脱离,才引发了事故脱离,才引发了事故主要原因主要原因事故后采取行动事故后采取行动 最近几年我国桥梁坍塌事故最近几年我国桥梁坍塌事故2011年年7月以来,一系列月以来,一系列桥梁塌陷事故梁塌陷事故纷至沓来7月月11日凌晨,江日凌晨,江苏盐城境内城境内328省道通省道通榆河河桥发生坍塌;生坍塌;12日,武日,武汉黄陂一高架黄陂一高架桥被被发现引引桥严重开裂;重开裂;14日上午,通日上午,通车不到不到12年的武夷山公年的武夷山公馆大大桥倒塌;倒塌;15日凌晨,日凌晨,钱江三江三桥引引桥桥面塌陷;面塌陷;19日凌晨,一日凌晨,一辆重达重达160吨的吨的严重超重超载货车造成北京市宝山造成北京市宝山寺白河寺白河桥塌塌毁毁整个整个7月,脆弱的月,脆弱的桥梁一个个倒下,梁一个个倒下,压迫着公众的神迫着公众的神经。

      人人们用用“桥脆脆脆脆”来比来比喻这些些“年年轻有有为”的大的大桥据相关据相关统计,在,在2007年至年至2011年年5年年间,全国已,全国已经有至少有至少17座座大大桥发生生垮塌事故,造成塌事故,造成156人死亡、人死亡、88人受人受伤、、23人失踪 台湾高雄市的情况台湾高雄市的情况高雄市政府在高雄市政府在96年年9月至月至97年年2月間針對月間針對69座橋樑隧道做目視座橋樑隧道做目視檢測,其中有大順橋、民族橋等檢測,其中有大順橋、民族橋等20座橋樑隧道分別有鋼筋鏽座橋樑隧道分別有鋼筋鏽蝕、伸縮縫擴大、橫隔樑被管線通過破壞蝕、伸縮縫擴大、橫隔樑被管線通過破壞……等缺失,應在等缺失,應在一年一年內內做急迫性修復且做急迫性修復且69座橋樑隧道中,其中座橋樑隧道中,其中33座都有鋼座都有鋼筋鏽蝕裸露的缺失筋鏽蝕裸露的缺失对桥梁进行混凝土中性化对桥梁进行混凝土中性化(碳化)檢測以定混凝土品(碳化)檢測以定混凝土品質,甚至進行「橋樑承載力質,甚至進行「橋樑承載力評估」,也就是常說之「橋評估」,也就是常說之「橋樑載重試驗」以確認橋樑之樑載重試驗」以確認橋樑之承載能力承載能力 钱江三江三桥引引桥桥面塌陷事故分析面塌陷事故分析中国工程院外籍院士、著名桥梁专家邓文中,中国工中国工程院外籍院士、著名桥梁专家邓文中,中国工程院院士郑皆连都表示,桥梁垮塌占主导性的原因在程院院士郑皆连都表示,桥梁垮塌占主导性的原因在于车辆严重超载。

      于车辆严重超载设计存在存在问题::钱江三桥南引桥事故桥跨为预制拼装式预应力钱江三桥南引桥事故桥跨为预制拼装式预应力空心板结构,就像一排筷子,每根筷子之间依靠相对薄弱的铰空心板结构,就像一排筷子,每根筷子之间依靠相对薄弱的铰缝混凝土连接,铰缝的作用是分配桥面荷载,它的破损会影响缝混凝土连接,铰缝的作用是分配桥面荷载,它的破损会影响桥梁的横向传力特性,削弱结构的整体受力性能;而主桥是整桥梁的横向传力特性,削弱结构的整体受力性能;而主桥是整体的预应力混凝土箱梁结构,更像是捆在一起的一把筷子单体的预应力混凝土箱梁结构,更像是捆在一起的一把筷子单辆超重车辆对引桥事故桥跨的影响要比对主桥大得多辆超重车辆对引桥事故桥跨的影响要比对主桥大得多桥梁专家茅以升:桥梁设计本身要比桥梁的建造可能桥梁专家茅以升:桥梁设计本身要比桥梁的建造可能要花费几倍甚至几十倍的时间和功力设计上的偷工要花费几倍甚至几十倍的时间和功力设计上的偷工减料比材料上的危害性、欺骗性更大减料比材料上的危害性、欺骗性更大 其它调查结果其它调查结果建建设后不久:混凝土开裂,后不久:混凝土开裂,钢筋筋锈蚀,也是重要原因之一也是重要原因之一原因分析原因分析混凝土中混凝土中钢筋的筋的锈蚀是是钢筋混凝土破坏的最重要原因,筋混凝土破坏的最重要原因,必必须引起重引起重视。

      1907----上海大厦和外百渡桥上海大厦和外百渡桥(百年建筑百年建筑)      埃菲尔铁塔于埃菲尔铁塔于1889年建成位于法国巴黎战神广场上的镂空结构铁塔,高年建成位于法国巴黎战神广场上的镂空结构铁塔,高300米,米,天线高天线高24米,总高米,总高324米埃菲尔铁塔得名于设计它的桥梁工程师居斯塔夫米埃菲尔铁塔得名于设计它的桥梁工程师居斯塔夫·埃埃菲尔以设计人法国著名建筑工程师埃菲尔的名字命名菲尔以设计人法国著名建筑工程师埃菲尔的名字命名 分为三楼,分别在离地分为三楼,分别在离地面面57.6米、米、115.7米和米和276.1米处,其中一、二楼设有餐厅,第三楼建有观景台,米处,其中一、二楼设有餐厅,第三楼建有观景台,从塔座到塔顶共有从塔座到塔顶共有1711级阶梯,共用去钢铁级阶梯,共用去钢铁7000吨,吨,12000个金属部件,个金属部件,259万万只铆钉,极为壮观只铆钉,极为壮观 2008年年11月月26日,埃菲尔铁塔日,埃菲尔铁塔20多年前改造多年前改造时拆卸下来的一段旧楼在巴黎苏富比拍卖行时拆卸下来的一段旧楼在巴黎苏富比拍卖行以以55万欧元的价格成交,创下新高万欧元的价格成交,创下新高。

      每每 10 年一次涂装,但对铁塔年一次涂装,但对铁塔1层至层至3层最易老层最易老化的部位,今后仍将每化的部位,今后仍将每5年涂装一次年涂装一次。

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