由于多種因素，在建筑工程中，腐蝕無所不在。腐蝕給國民經(jīng)濟(jì)帶來巨大的損失，腐蝕給我們生存的建筑空間帶來不確定的安全隱患。對(duì)于混凝土而言，腐蝕是影響其結(jié)構(gòu)耐久性、可靠性的至關(guān)重要的因素。下面鄭州昌利帶你一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(jié)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(dāng)CO2進(jìn)入混凝土中的孔隙并溶解在孔隙水中形成一種酸性溶液,它與混凝土中的堿性物質(zhì)發(fā)生中和反應(yīng),即：
CO2＋NaOH→ Na2CO3＋H2O
CO2 + 2Ca (OH)2 → 2CaCO3 + H2O
Na2CO3溶于水后呈堿性,但堿性較弱。而CaCO3是不溶于水的,所以反應(yīng)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(xù)溶入孔隙水中,使反應(yīng)繼續(xù)進(jìn)行,結(jié)果是降低了混凝土的高堿性,這樣碳化就開始轉(zhuǎn)向深一層的混凝土。當(dāng)碳化的深度到達(dá)鋼筋時(shí),鋼筋的鈍化保護(hù)就會(huì)失穩(wěn)、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(nèi)陸(如鹽橋、鹽堿地)或鹽堿工業(yè)區(qū),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(duì)混凝土和鋼材有如下的腐蝕作用。
(1)對(duì)混凝土的腐蝕:
①M(fèi)gCl2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(xì)管內(nèi)上升,不斷結(jié)晶、聚集,脹裂混凝土。
(2)對(duì)鋼筋的腐蝕:
①氯離子破壞鈍化層；
②氯離子與鐵構(gòu)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(zhuǎn)換成Fe(OH)2,釋放出氯離子,周而復(fù)始,腐蝕鋼筋,稱為去化作用。
然而，并非氯離子一到達(dá)鋼筋表面就能破壞其鈍化保護(hù)膜，引起鋼筋的腐蝕。而是當(dāng)氯離子的濃度超過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(xì)多孔體。在拌制混凝土?xí)r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(xì)孔里。這種毛細(xì)孔里的自由水是導(dǎo)致混凝土遭受凍害的主要內(nèi)在因素,因?yàn)樗隼浣Y(jié)冰產(chǎn)生體積膨脹會(huì)引起混凝土內(nèi)部結(jié)構(gòu)的破壞。當(dāng)這種壓力超過混凝土抗拉強(qiáng)度時(shí),混凝土就會(huì)開裂。在反復(fù)凍融循環(huán)作用后,混凝土中的損傷會(huì)不斷擴(kuò)大,裂縫會(huì)相互貫通,其強(qiáng)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(xì)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(jié)晶時(shí)結(jié)合大量的水，使固相體積大大增加，導(dǎo)致混凝土發(fā)生結(jié)晶性腐蝕。
②硫氧化細(xì)菌的影響：若有硫氧化菌存在時(shí)，由于反應(yīng)：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(dǎo)致混凝土發(fā)生結(jié)晶腐蝕。
③硫酸鹽的影響：硫酸根離子也能對(duì)鋼筋直接產(chǎn)生破壞作用，硫酸根的去鈍化作用能導(dǎo)致鋼筋發(fā)生腐蝕。
⑵堿—骨料反應(yīng)
堿—骨料反應(yīng)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(yīng)。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)類石灰?guī)r或粘土質(zhì)頁巖等)；
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(dāng)空氣相對(duì)溫度接近于100%時(shí)，混凝土孔隙充滿水分，阻礙了空氣中氧氣向鋼筋表面擴(kuò)散，二氧化碳也難以透入，使鋼筋難以腐蝕。
②當(dāng)相對(duì)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(dāng)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(zhuǎn)化成對(duì)混凝土有強(qiáng)腐蝕性的硫酸；
②硫酸鹽還原菌能將硫酸鹽還原為強(qiáng)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(duì)其是免疫的。
混凝土的腐蝕是一個(gè)非常復(fù)雜的問題，混凝土的腐蝕往往是各種因素綜合作用所產(chǎn)生的結(jié)果，因此分析混凝土腐蝕的原因有利于我們能夠更好的來預(yù)防混凝土的腐蝕。
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