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浅议混凝土结构钢筋锈蚀影响及防治措施【摘要】本文论述了混凝土结构钢筋锈蚀的原因及防治措施，供大家参考。 【关键词】钢筋锈蚀；应力；措施 1 前言 据国家建筑科学研究院对全国部分建筑物调查表明，仅由碳化引起钢筋锈蚀而导致破坏的工程就占调查总数的18％，由于其他原因引起钢筋锈蚀从而危及建筑物安全的现象更为普遍。因此，防止新建建筑物钢筋的锈蚀，对因钢筋锈蚀而破坏的老建筑物中已锈蚀钢筋的处理，已成为确保建筑物耐久性和安全性急需解决的问题。 2 钢筋锈蚀对构件力学性能的影响分析 2.1 力学性能退化 出厂合格的钢筋都有明确的屈服点和一定长度的屈服台阶，并且抗拉强度与屈服强度之比值一般在1.25～1.5以上。然而当钢筋发生锈蚀后，随着锈蚀程度的不同，其应力一应变曲线将发生不同程度的变化。目前，学术界普遍认为钢筋的，匀锈蚀不影响其抗拉强度，但在受力计算中应采用钢筋的实际面积，一般截面平均锈蚀率小于5％时可视为均匀锈蚀；当锈蚀率大于5％后，坑蚀的应力集中现象逐渐表现出来，相应的名义屈服强度、极限强度、伸长率都明显下降，屈服台阶逐渐变短直至消失，钢筋逐渐呈脆性破坏形式。相关试验结果表明，当钢筋截面锈蚀率大于10％时，其延伸率的递减速度明显增大，变形性能明显降低。 2.2 混凝土截面性能损伤 混凝土中的钢筋锈蚀以后，其锈蚀物体积是相应钢筋体积的2～4倍，因而会向四周膨胀，从而在交界面上产生锈胀力。钢筋锈胀应力会使得受压区混凝土处于双轴异号受力状态，混凝土沿锈蚀钢筋纵向胀裂， 此时混凝土已完全进入塑性状态，混凝土出现受压“软化”现象。 而钢筋混凝土构件一旦锈胀纵裂以后，与外界的接触面积增大，钢筋锈蚀速度便大大加快，体积将更加膨胀，严重时可导致保护层大面积剥落。本工程中楼板板底钢筋锈胀，局部保护层较薄部位大面积脱落现象即为此原因所造成的。 2.3 锈蚀钢筋与混凝土的粘接性能降低 钢筋锈蚀后，由于锈蚀产物改变了钢筋与混凝土之间的接触面，铁锈体积膨胀使得混凝土抗裂强度降低，从而使锈蚀钢筋与混凝土之间的粘结性能不断劣化，导致钢筋与混凝土不能充分协同工作，致使结构承载力下降。 早期的研究认为钢筋锈蚀增加了表面粗糙，因而对钢筋与混凝土的粘结性能是有利的，但随后的研究表明，在钢筋锈蚀的初始阶段，截面锈蚀率小于1％ 时，钢筋与混凝土之间的粘结强度有所提高；而随着锈蚀率的增加，粘结强度将有大幅度的下降。研究认为钢筋直径、锈蚀程度、混凝土保护层厚度等是影响锈蚀后钢筋与混凝土粘结强度的主要因素[2]。 2.4 锈蚀钢筋混凝土构件受力性能降低 目前，国内外学者对锈蚀后的钢筋混凝土构件承载力性能进行了大量的试验研究，其中最突出的是锈蚀钢筋混凝土受弯构件的承载力问题。研究结果表明，随着钢筋锈蚀率的增加 受弯构件的延性不断降低，并能影响锈蚀梁的破坏形态。如浙江大学的不同锈蚀率下的混凝土梁试验发现：随着梁中钢筋锈蚀量的增加，其破坏形态由适筋梁向少筋梁的形态发展，破坏时的裂缝由分散的几条转为集中的一条。相关科研单位通过对不同配筋率、箍筋间距以及不同锈蚀率的钢筋混凝土梁的抗弯试验研究发现：钢筋锈蚀率小的梁一般为受弯破坏，而钢筋锈蚀率和箍筋间距较大时，住往会发生剪切破坏。 3 混凝土结构中钢筋锈蚀的原因 导致保护膜破坏使钢筋锈蚀的因素很多．其中危害最大的是氯离子和二氧化碳。 3.1 氯离子的侵蚀机理 3.1.1 氯离子穿破钢筋表面的氧化膜，而使钢筋局郭活化形成阴极区，使二价铁离子容易脱离钢筋表面形成阴极区，在含有溶解氧的水分存在时，发生氧化，一部分氧化不完全的即变成黑锈三氧化二铁，在钢筋表面形成锈层。 3.1.2 这样使锈蚀坑穴形成酸性环境，这一环境在锈蚀产物保护下继续存在，加速了腐蚀过程。 3.1.3 腐蚀产物氯化铁水解性强，使氯离子能长期反复地起破坏作用。 3.1.4 氯盐混凝土的导电性也加速了电化学腐蚀过程。 3.2 二氧化碳的侵蚀机理 二氧化碳的侵蚀机理是：大气中的二氧化碳使混凝土产生侵蚀，是由于碳化降低了混凝土中的碱性，当其PH值低于1O时，钢筋表面的氧化膜失去了存在的条件，从而被消弱或破坏，最终引起钢筋的锈蚀。但是，由于碳化过程进展较慢，碳化引起的钢筋锈蚀远不如氯离子引起的普遍和严重。 4 防止钢筋锈蚀的措施 如何防止混凝土结构中的钢筋锈蚀破坏，关键在于保护钢筋表面生成的钝化膜不被破坏，隔绝有害介质向钢筋内部的渗透。防止混凝土结构中钢筋锈蚀的措施主要有以下几个方面： 4.l 在混凝士中掺加钢筋阻锈剂 钢筋阻锈剂系混凝土外加剂的一种，掺人混凝土中能提高混凝土自身的保护能力，使钢筋表面的氧化膜更为完整、致密，一旦由于氯