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鋼筋銹蝕與混凝土的凍融循環

鋼筋銹蝕與混凝土的凍融循環會對混凝土的結構造成損傷。當鋼筋銹蝕時,銹跡擴展,使混凝土開裂并使鋼筋與混凝土之間的結合力喪失。當水穿透混凝土表面進入內部時,受凍凝結的水分體積膨脹,經過反復的凍融循環作用,在微觀上使混凝土產生裂縫并且不斷加深,從而使混凝土壓碎并對混凝土造成永久性不可逆的損傷。 

在潮濕與寒冷氣候條件下,對鋼筋混凝土路面、橋梁、停車場等可能使用除冰鹽的建筑結構物,應使用環氧樹脂鋼筋或者熱浸電鍍、不銹鋼鋼筋等材料作為加強筋。環氧樹脂鋼筋可以通過表面的淺綠色涂料輕松識別。更便宜的辦法是使用磷酸鋅作為鋼筋的防銹涂料,磷酸鋅與鈣離子與氫氧根離子反應生成穩定的羥磷灰石。防水材料也用來保護鋼筋混凝土,如夾層填入膨潤土的無紡土工布。亞硝酸鈣Ca(NO2)2作為緩蝕劑,按照相對于水泥重量1-2%的比例添加,可以防護鋼筋的腐蝕。因為亞硝酸根離子是一種溫和的氧化劑,與鋼筋表面的亞鐵離子(Fe)結合沉淀為不可溶的氫氧化鐵(Fe(OH)3). 昆山混凝土

碳化作用

正確地說應該是叫碳酸化作用,習慣通稱為碳化作用。混凝土中的孔隙水通常是堿性的,根據Pourbaix圖,鋼筋在pH值大于11時是惰性的,不會發生銹蝕。空氣中的二氧化碳與水泥中的堿反應使孔隙水變得更加酸性,從而使pH值降低。從構件制成之時起,二氧化碳便會碳酸化構件表面的混凝土,并且不斷加深。如果構件發生開裂,空氣中的二氧化碳將會更容易進入混凝土的內部。通常在結構設計的過程中,會根據建筑規范確定最小鋼筋保護層厚度,如果混凝土的碳化削弱了這一數值,便可能會導致因鋼筋銹蝕造成的結構破壞。 

測試構件表面的碳化程度的方法是在其表面鉆一個孔,并滴以酚酞,沒有碳化部分便會變成粉色,通過測定沒有變色的砼的深度,便可得知碳化層的深度。

氯化腐蝕

氯化物, 包括氯化鈉,會對混凝土中的鋼筋腐蝕。因此,拌合混凝土時只允許使用清水。同樣使用鹽來為混凝土路面除冰是被禁止的。

堿骨料反應

堿骨料反應或堿硅反應,(Alkali Aggregate Reaction,簡稱AAR,或Alkali Silica Reaction,簡稱ASR)是指當水泥的堿性過強時,骨料中的非結晶硅成分(SiO2)溶解并游離在高pH (12.5 - 13.5) 的水中,與水泥中的氫氧根離子發生反應生成硅酸鹽,與水泥中的氫氧化鈣反應生成水合硅酸鈣,引起混凝土的不均勻膨脹,導致開裂破壞。它的發生條件為(1)骨料中含有相關活性成分——非結晶的二氧化硅;(2)環境中有足夠的氫氧根離子;(3混凝土中有足夠的濕度,相對濕度大于75%。這種反應被稱為混凝土之癌,不論是否加強了鋼筋,混凝土中都會有此反應。例如,混凝土的大壩。蘇州混凝土

高鋁水泥的晶體轉變

高鋁水泥對弱酸特別是硫酸鹽有抗性,同時早期強度增長很快,具有很高強度和耐久性。在第二次世界大戰后被廣泛使用。但是由于內部水化物晶體的轉型,其強度會隨時間推移而下降,在濕熱環境下更為嚴重。在英國,隨著3起使用高鋁預應力混凝土梁的屋頂的倒塌,這種水泥在當地于1976年被禁止使用,雖然后來被證明有制造缺陷,但禁令仍然保留。

硫酸鹽腐蝕

地下水中的硫酸鹽會與硅酸鹽水泥反應生成具有膨脹性的副產品例如礬石(ettringite)或碳硫硅鈣(thaumasitein)從而導致混凝土的早期失效。



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