恒源告訴你混凝土為什么會(huì )被腐蝕

 

由于多種因素，在建筑工程中，腐蝕無(wú)所不在。腐蝕給國民經(jīng)濟帶來(lái)巨大的損失，腐蝕給我們生存的建筑空間帶來(lái)不確定的安全隱患。對于混凝土而言，腐蝕是影響其結構耐久性、可靠性的至關(guān)重要的因素。下面鄭州恒源帶你起探討混凝土被腐蝕的原因。

1.混凝土碳化的影響

CO2是全球變暖的溫室氣體主要組分,近年來(lái)人們?yōu)楂@得能源而向大自然索取的煤、石油、天然氣的量在迅速增加,燃燒產(chǎn)生的CO2也在與日俱增,且由于全球人口猛增,森林草原迅速減少,碳源增加,碳源減少,綜合結果使全球大氣中CO2含量急劇增加。由于空氣中含有大量的CO2,當CO2進(jìn)入混凝土中的孔隙并溶解在孔隙水中形成種酸性溶液,它與混凝土中的堿性物質(zhì)發(fā)生中和反應,即：

CO2＋NaOH→ Na2CO3＋H2O

CO2 + 2Ca (OH)2 → 2CaCO3 + H2O

溶于水后呈堿性,但堿性較弱。而CaCO3是不溶于水的,所以反應后會(huì )使孔隙水中的CO2含量減少,同時(shí)混凝土的pH值將降低,而空氣中的CO2會(huì )繼續溶入孔隙水中,使反應繼續進(jìn)行,結果是降低了混凝土的高堿性,這樣碳化就開(kāi)始轉向深層的混凝土。當碳化的深度到達鋼筋時(shí),鋼筋的鈍化保護就會(huì )失穩、消失,這時(shí)就會(huì )引起鋼筋的腐蝕。

2.氯化物的侵蝕

在沿海、內陸(如鹽橋、鹽堿地)或鹽堿工業(yè)區,混凝土的集料和用水的氯鹽含量較高;而且其工作環(huán)境也受氯鹽的侵蝕,氯鹽對混凝土和鋼材有如下的腐蝕作用。

(1)對混凝土的腐蝕:

①MgCl2與混凝土中的Ca生成CaCl2能溶于水,形成多孔混凝土；

②海水中的MgSO4與混凝土中的Ca(OH)2生成CaSO4,又與鋁酸鈣生成硫鋁酸鈣——水泥桿菌,混凝土膨脹破壞；

③鹽分子在混凝土毛細管內上升,不斷結晶、聚集,脹裂混凝土。

(2)對鋼筋的腐蝕:

①氯離子破壞鈍化層；

②氯離子與鐵構成了腐蝕電池,在鋼筋表面形成特有的坑蝕；

③氯離子與鐵離子生成FeCl2,再溶于水,轉換成Fe(OH)2,釋放出氯離子,周而復始,腐蝕鋼筋,稱(chēng)為去極化作用。

然而，并非氯離子到達鋼筋表面就能破壞其鈍化保護膜，引起鋼筋的腐蝕。而是當氯離子的濃度超過(guò)引起鋼筋腐蝕的臨界氯離子濃度才會(huì )發(fā)生鋼筋的腐蝕。

3.凍融

混凝土是由水泥砂漿及粗骨料組成的毛細多孔體。在拌制混凝土時(shí)加入的水總要多于水泥的水化水,以得到必要的和易性。多余的水便以游離水的形式滯留在混凝土中連通的毛細孔里。這種毛細孔里的自由水是導致混凝土遭受凍害的主要內在因素,因為水遇冷結冰產(chǎn)生體積膨脹會(huì )引起混凝土內部結構的破壞。當這種壓力超過(guò)混凝土抗拉強度時(shí),混凝土就會(huì )開(kāi)裂。在反復凍融循環(huán)作用后,混凝土中的損傷會(huì )不斷擴大,裂縫會(huì )相互貫通,其強度會(huì )逐漸降低,后甚至完全喪失。

4.其它影響因素

⑴二氧化硫、硫酸鹽及細菌的影響

①二氧化硫的影響：二氧化硫能與混凝土發(fā)生中和作用，能生成微溶的鈣鹽，此鈣鹽結晶時(shí)結合大量的水，使固相體積大大增加，導致混凝土發(fā)生結晶性腐蝕。

②硫氧化細菌的影響：若有硫氧化菌存在時(shí)，由于反應：S+O2+H2O→H2SO4，生成的H2SO4不但會(huì )引起混凝土的堿度降低，而且還會(huì )導致混凝土發(fā)生結晶腐蝕。

③硫酸鹽的影響：硫酸根離子也能對鋼筋直接產(chǎn)生破壞作用，硫酸根的去鈍化作用能導致鋼筋發(fā)生腐蝕。

⑵堿骨料反應

堿骨料反應是混凝土中某些活性礦物集料與混凝土孔隙中的堿性溶液之間發(fā)生的反應。必備的三個(gè)條件是：

①活性礦物集料(活性二氧化硅、白云質(zhì)類(lèi)石灰巖或粘土質(zhì)頁(yè)巖等)；

②堿性溶液(KOH、NaOH)和水；

③溫度、濕度和含鹽量的促進(jìn)作用。

⑶環(huán)境濕度的影響

①當空氣相對溫度接近于100%時(shí)，混凝土孔隙充滿(mǎn)水分，阻礙了空氣中氧氣向鋼筋表面擴散，二氧化碳也難以透入，使鋼筋難以腐蝕。

②當相對濕度低于60%時(shí)，在鋼筋表面難以形成水膜，鋼筋幾乎不生銹，碳化也難以深入。

③當空氣濕度在80%左右時(shí)，有利于碳化作用，混凝中鋼筋銹蝕發(fā)展很快。由于環(huán)境濕度往往隨氣候和生產(chǎn)情況而變化，因而混凝土也會(huì )隨之變化會(huì )碳化，鋼筋會(huì )腐蝕。

⑷微生物的腐蝕

①硫桿菌能將硫、硫化硫酸鹽、亞硫酸鹽等氧化成硫酸鹽，終轉化成對混凝土有強腐蝕性的硫酸；

②硫酸鹽還原菌能將硫酸鹽還原為強腐蝕性硫化氫，但高PH值、高密實(shí)度及不易滲透的混凝土對其是免疫的。

混凝土的腐蝕是個(gè)非常復雜的問(wèn)題，混凝土的腐蝕往往是各種因素綜合作用所產(chǎn)生的結果，因此分析混凝土腐蝕的原因有利于我們能夠好的來(lái)預防混凝土的腐蝕。