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混凝土结构的腐蚀机理及预防措施

作者:蔡文尧  
评论: 更新日期:2011年03月03日


  
  腐蚀环境中水泥品种可按下表选用。
  
 

环境条件

优先选用

可以选用

不得选用

气态腐蚀

硅酸盐水泥、普通硅酸盐水泥

矿渣硅酸盐水泥

火山灰质硅酸盐水泥、粉煤灰硅酸盐水泥

硫酸根离子腐蚀的地下工程

抗硫酸硅酸盐水泥

C3A含量小于5%的普通硅酸盐水泥、大坝水泥

C3A含量大于5%的硅酸盐水泥

碱液腐蚀

C3A含量不大于5%的普通硅酸盐水泥或硅酸盐水泥

矿渣硅酸盐水泥

高铝水泥

液态腐蚀

地下工程

矿渣硅酸盐水泥、火山灰质硅酸盐水泥

普通硅酸盐水泥

--------

地上工程及有干湿交替作用的地下工程

硅酸盐水泥、普通硅酸盐水泥

矿渣硅酸盐水泥

火山灰质硅酸盐水泥、粉煤灰硅酸盐水泥

预应力混凝土

硅酸盐水泥、普通硅酸盐水泥

---------

高铝水泥

  (2)、粗、细集料
  
  发生碱-集料反应的必要条件是碱、活性集料和水。粗、细集料的耐蚀性和表面性能对混凝土的耐蚀性能具有很大影响。集料与水泥石接触的界面状态对混凝土的耐蚀性有一定影响。
  
  混凝土中所采用粗细集料,应保证致密,同时控制材料的吸水率以及其它杂质的含量,确保材质状况。我国幅员辽阔,集料种类千差万别,在不少地域均发现过活性集料。这些活性集料共分两类,一类为碱-硅酸反应(ASR),一类为碱-碳酸盐反应(ACR)。施工中要严格加强对活性集料的控制。(3)、拌合及养护用水
  
  混凝土拌合及养护用水,应考虑其对混凝土强度的影响。水灰比的大小很大程度影响混凝土强度值的大小。拌合水应检查其杂质情况,防止影响砂浆及混凝土生成时杂质影响其耐久性。
  
  海水中含有硫酸盐、镁盐和氯化物,除了对水泥石有腐蚀作用外,对钢筋的腐蚀也有影响,因此在腐蚀环境中的混凝土不宜采用海水拌制和养护。
  
  (4)、外加剂
  
  混凝土外加剂是在拌制混凝土过程中掺入,用以改善混凝土性质的物质。
  
  混凝土外加剂的范围很广,品种很多,我国外加剂的品种目前已超过百种,其中包括减水剂、早强剂、加气剂、膨胀剂、速凝剂、缓凝剂、消泡剂、阻锈剂、密实剂、抗冻剂等。
  
  在建筑防腐工程中,外加剂的使用主要是为了提高混凝土密实性或对钢筋的阻锈能力,从而提高混凝土结构的耐久性。实践证明,采用加入外加剂的方法,可以在一定范围内达到提高混凝土结构的耐腐蚀能力,是一种经济而有效的技术措施。
  
  但由于外加剂的化学组成,来自外加剂中的氯盐可能使混凝土结构中的钢筋脱钝,给结构物带来隐患。在进行外加剂选择时需对其中氯盐的含量进行检测,并做相关实验。
  
  2、防腐混凝土的配合比设计
  
  为提高混凝土的密实性和抗中性化能力,混凝土的强度等级宜大于或等于C25。受氯离子腐蚀或其它大气腐蚀时,钢筋混凝土构件中可掺入钢筋阻绣剂。对于预应力混凝土结构,其混凝土强度等级不小于C35,后张法预应力混凝土构件应整体制作,不得采用块体拼装的构件。
  
  混凝土配合比的设计,应按以下两种情况进行:一是按设计要求的强度(即按正常要求的强度)进行配合比设计;二是按密实度的要求(即按最大水灰比和最小水泥用量的要求)进行配合比设计,但强度等级往往大于前者。腐蚀环境中的混凝土配合比设计,必须取用上述两种情况中强度等级的较高者。
  
  按《工业建筑防腐设计规范》规定,混凝土的水泥用量和水灰比的要求如下。
  
 

项目

钢筋混凝土

预应力混凝土

水泥用量,kg/m3不少于㎏㎡

300

350

水灰比不大于

0.55

0.45


  腐蚀环境条件下的结构应采用密实混凝土、高密实混凝土或特密实混凝土;混凝土的密实性用直接指标(即渗透系数或相应的抗渗标号)表示;混凝土密实性的间接指标(即吸水率和水灰比)是参考指标。混凝土的密实性指标见下表。

混凝土的密实性

混凝土的密实性指标

直接指标

间接指标

混凝土的抗渗等级

吸水率,%

水灰比不大于

一般密实

S4

大于4.7~5.7

0.6

高密实

S6

大于4.2~5.7

0.55

特密实

S8

小于4.2

0.45

  施工现场若有条件,应按直接指标控制;若无条件时,可按最大水灰比、最小水泥用量和设计强度双控制。

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