張國雙 唐夏卉 彭光艷

【摘 要】 本文從混凝土中的物理化學(xué)的成分和物理化學(xué)的反應(yīng)過程，論述了鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)的碳化和鋼筋銹蝕的機(jī)理。

【關(guān)鍵詞】 碳化效應(yīng)；碳化過程；鋼筋銹蝕；電化學(xué)腐蝕；氧化還原反應(yīng)

1、砼的碳化過程

對鋼筋砼而言，碳化過程使鋼筋所處的堿性環(huán)境變?nèi)?，降低了?qiáng)堿性對鋼筋的防腐蝕能力。

另外砼構(gòu)件在施工中，其表面不可避免地會(huì)出現(xiàn)或多或少的裂紋，這就使得不斷有二氧化碳侵入到砼構(gòu)件中，因此有足夠數(shù)量的二氧化碳參與上述一系列的化學(xué)反應(yīng)，造成鋼筋保護(hù)層的碳化。

鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)受到碳化后，其鋼筋保護(hù)層強(qiáng)度變小，質(zhì)地酥松，使空氣與鋼筋之間形成通道，空氣與鋼筋形成良好的接觸，導(dǎo)致鋼筋銹蝕。

2、鋼筋銹蝕過程

在濕度和氧氣得到滿足的情況下，混凝土中的鋼筋就會(huì)發(fā)生電化學(xué)腐蝕作用。電化學(xué)腐蝕的工作過程包括下述四個(gè)基本方面：

3、碳化效應(yīng)

自然工作狀態(tài)下的鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)，當(dāng)混凝土碳化深度超過結(jié)構(gòu)配筋的保護(hù)層時(shí)，鋼筋就會(huì)產(chǎn)生銹蝕，而銹蝕層達(dá)到一定厚度時(shí)，銹層膨脹所產(chǎn)生的應(yīng)力超過砼保護(hù)層內(nèi)聚力時(shí)，則混凝土保護(hù)層就要發(fā)生爆裂，使得鋼筋出現(xiàn)暴筋。一則爆裂處的砼喪失了握裹力而分離，使結(jié)構(gòu)達(dá)不到共同作用；二則鋼筋斷面不斷地削弱，致使結(jié)構(gòu)處于承載能力不斷下降的狀態(tài)?；炷撂蓟?yīng)主要表現(xiàn)在以下幾個(gè)方面

（1） 混凝土的碳化深度達(dá)到或超過鋼筋的保護(hù)層厚度；

（2） 結(jié)構(gòu)表面初始出現(xiàn)沿鋼筋走向方向展布的鐵銹斑跡；

（3） 結(jié)構(gòu)出現(xiàn)點(diǎn)狀、片（塊）狀和條（帶）狀的爆裂，并且其配筋斷面有明顯的削弱和露筋，隨著時(shí)間的推移，這種狀態(tài)將加速展。

實(shí)踐證明，上述任何一種情況的出現(xiàn)，均應(yīng)及時(shí)采取維護(hù)措施，否則將進(jìn)一步惡化，從而導(dǎo)致承載力下降和結(jié)構(gòu)的失穩(wěn)和破壞。

4、影響混凝土碳化速度的影響因素：

（1）混凝土的密實(shí)性。密實(shí)性越高，也就是混凝土中的孔隙率越小，則混凝土抗碳化能力越強(qiáng)。而混凝土的密實(shí)性是與混凝土的搗固密實(shí)程度、水灰比大小、石碴和砂子的級配以及混凝土的配合比有關(guān)。

（2）與拌制混凝土所用的水泥品種及其用量有關(guān)?；炷林杏坞x的氫氧化鈣含量越高，其碳化速度越快。

（3）與混凝土的施工質(zhì)量及養(yǎng)護(hù)方法有關(guān)。施工質(zhì)量越好、養(yǎng)護(hù)越充分，混凝土表面收縮的裂紋就越少，抗碳化的能力就越強(qiáng)。

（4）與構(gòu)件表面是否有粉飾有關(guān)。

（5）與構(gòu)件所處的環(huán)境有關(guān)。主要是與有害氣體的種類、濃度、環(huán)境溫度高低、溫度高低和雜散電流的大小等因素有關(guān)。

5、結(jié)束語

根據(jù)混凝土碳化及鋼筋銹蝕的機(jī)理與混凝土碳化速度的影響因素等關(guān)系的分析，在工程設(shè)計(jì)、選材、施工過程中就可以有針對性地采取預(yù)先防措施，研究如何加強(qiáng)堿性環(huán)境的保護(hù)，防止砼碳化的發(fā)展。一旦出現(xiàn)問題苗頭時(shí)，就可以根據(jù)其基本原理和它自身的發(fā)生、發(fā)展和變化規(guī)律，進(jìn)行檢測、分析與判定；必要的時(shí)候，可以根據(jù)其規(guī)律研究當(dāng)發(fā)現(xiàn)問題后盡快展開防止或減緩混凝土碳化以及對已遭受碳化的鋼筋混凝土工程，制定出切實(shí)可行的措施，進(jìn)行及時(shí)的修復(fù)。只有認(rèn)識(shí)到砼碳化效應(yīng)產(chǎn)生的原因及其生成條件，再對產(chǎn)生砼碳化的條件加以限制，就會(huì)收到良好的效果。

參考文獻(xiàn)

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