混凝土中钢筋腐蚀与防护..docVIP

引言 混凝土中钢筋锈蚀已成为世界关注的大问题，被认为是当今影响?混凝?土结构耐久性的首要原因。钢筋锈蚀已经或正在给国民经济带来巨大经济损失。基于此，美?国总结正反两个方面的经验教训，提出了“立足前期措施，着眼长远效益”，并强行实施基?建工程管理中的“全寿命经济分析法”(LCCA)。目前，我国正处于基本建设高潮时期，国内?外的经验教训应认真吸取，这已不是单纯技术问题。钢筋腐蚀危害与对混凝土的破坏作用钢筋锈蚀危害与经济损失　　世界一些国家的腐蚀损失，平均可占国民经济总产值的2%～4%；其中，被认为与钢筋腐蚀有?关者可占40%(至今我国尚无确切统计数据)。　　美国1984年报道，仅就桥梁而言，57.5万座钢筋混凝土桥，一半以上出现钢筋腐蚀破坏，4?0%承载力不足和必须修复与加固处理，当年的修复费为54亿美元；1998年报道钢筋混凝土腐?蚀?破坏的修复费，一年要2?500亿美元，其中桥梁修复费为1?550亿美元(是这些桥?初建费用的4倍?)；还有报道说，到本世纪末，美国要花4?000亿美元用于修复和重建钢筋腐蚀破坏的?工程。?如此巨大的经济投入，引起美国朝野人士的震惊与高度重视，并制定法律法规，限制腐蚀破?坏的发生和挽回部分经济损失。加拿大早期大量使用“防冰盐”，使钢筋混凝土桥梁等破坏?严重。欧洲、英国、澳大利亚、海?湾国家等，都有以氯盐为主的钢筋腐蚀破坏问题(英国修复费为每年50亿英镑)。韩国曾发生?一系列建筑物破坏、倒塌事件，其中也与“盐害”有关。我国台湾重修澎湖大桥和不断发生?的“海砂屋”事件，也是氯盐腐蚀钢筋所造成的。　　混凝土耐久性已是当今世界的重大问题，在第二届国际混凝土耐久性会议上，梅塔教授指出?：“当今世界混凝土破坏原因，按递减顺序是：钢筋锈蚀、冻害、物理化学作用”。他明确?将“钢筋锈蚀”排在影响混凝土耐久性因素的首位。而来自海洋环境和使用“防冰盐”中?的氯盐，又是造成钢筋锈蚀的主要原因。当然，混凝土中性化、冻融等也促进钢筋腐蚀破坏?。此外，“碱集料反应”也在钢筋混凝土破坏中占一定的比例(本文暂不讨论)。　　我国海港码头不能耐久，北方使用化冰盐，桥梁道路遭破坏。以北京立交桥为例，仅使用19?年的西直门立交桥(已重修)，钢筋锈蚀破坏十分明显与严重。我国存在着广泛的腐蚀环境，?北方地区使用化冰盐有增无减，而桥梁道路却未采取应有的防护措施(甚至“规范”中无防?盐腐蚀要求)；我国海岸线很长，而大规模的基本建设大都集中于沿海地区，以往的海港码?头等工程，多数达不到设计寿命要求；特别是沿海一带河砂已呈短缺现象，滥用海砂则其害?无?穷；我国还有广泛的盐碱地(石油基地)，其腐蚀条件更为苛刻；特别应该指出的是，我国工?业?环境中的建筑物，其钢筋锈蚀破坏十分普遍与严重，有调查报告表明，大多数工业建筑达?不?到设计寿命的年限，目前正在进入大规模修复的时期。因此，我国钢筋锈蚀破坏的形势是严?峻的。　　“立足前期措施、着眼长远效益”，这是美国经过正反两个方面的经验教训所得出的可贵结?论。美国正在强行实施基建工程管理中的“全寿命经济分析法”(LCCA)，其基本思想是，在?设计施工阶段，不论是事先采取防护措施还是以后“坏了再修”，都要做出经济预算和比较?，承建者要对工程的“全寿命”负责到底，这样可避免“短期行为”给后人带来的麻烦与巨?大经济损失。“全寿命经济分析法”中曾有以下例举：工程处在氯盐腐蚀环境中，钢?筋混凝土结构物设计寿命为40年，前期实施措施(采用钢筋阻锈剂)，附加费用为0.85美?元/m2(混凝土面板)；若前期无措施，则15～20年开始修复，40年内累积费用为4.8美元/?m2(5倍于前者)。可见，推行“全寿命经济分析法”和倡导工程前期(设计、施工阶段)采?取?防钢筋腐蚀的措施，已经不是单纯的技术问题，其重大意义和长远经济效益是不可低估的。钢筋腐蚀破坏的主要表征?　　混凝土中的钢筋一旦具备了腐蚀条件，锈蚀便会发生和发展。钢筋锈蚀是一个电化学过程，?由铁变成氧化铁，其体积发生膨胀，根据最终产物的不同，可膨胀2～7倍。　　钢筋锈蚀破坏的主要破坏特征可归纳为：　　(1)混凝土顺钢筋开裂　　混凝土具有较好的抗压性能，但其抗折、抗裂性差，尤其钢筋表面混凝土缺乏足够的厚度时?，钢筋锈蚀产物体积发生膨胀，足以使钢筋表面发生混凝土顺钢筋开裂。大量试验研究和工?程实践表明，钢筋表面锈层厚度很薄时(如20～40μm)，便可导致混凝土顺钢筋开裂。换言?之，钢筋锈蚀导致混凝土开裂是容易发生的。设计、施工、使用、管理及维护人员，认识到?这一点十分重要。欲使混凝土不发生顺钢筋开裂，提高结构物的耐久性，其着眼点就是要最?大限度地阻止钢筋生锈，而不应立足于锈蚀发生后再采取补救措施。　　混凝土一旦发生顺钢筋开裂，腐蚀介质更容易到达钢筋表面，钢筋锈蚀的