鋼筋混凝土有哪些不利因素
鋼筋混凝土(英文:Reinforced Concrete或Ferroconcrete),工程上常被簡稱為鋼筋砼(tong)。下面,小編為大家講講鋼筋混凝土的不利因素,快來看看吧!
碳化作用
正確地說應(yīng)該是叫碳酸化作用,習(xí)慣通稱為碳化作用。混凝土中的孔隙水通常是堿性的,根據(jù)Pourbaix圖,鋼筋在pH值大于11時(shí)是惰性的,不會(huì)發(fā)生銹蝕。
空氣中的二氧化碳與水泥中的堿反應(yīng)使孔隙水變得更加酸性,從而使pH值降低。從構(gòu)件制成之時(shí)起,二氧化碳便會(huì)碳酸化構(gòu)件表面的混凝土,并且不斷加深。如果構(gòu)件發(fā)生開裂,空氣中的二氧化碳將會(huì)更容易更容易進(jìn)入混凝土的內(nèi)部。
通常在結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的過程中,會(huì)根據(jù)建筑規(guī)范確定最小鋼筋保護(hù)層厚度,如果混凝土的碳化削弱了這一數(shù)值,便可能會(huì)導(dǎo)致因鋼筋銹蝕造成的結(jié)構(gòu)破壞。
測試構(gòu)件表面的碳化程度的方法是在其表面鉆一個(gè)孔,并滴以酚酞,沒有碳化部分便會(huì)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。
鋼筋銹蝕與混凝土的凍融循環(huán)
鋼筋銹蝕與混凝土的凍融循環(huán)會(huì)對(duì)混凝土的結(jié)構(gòu)造成損傷。當(dāng)鋼筋銹蝕時(shí),銹跡擴(kuò)展,使混凝土開裂并使鋼筋與混凝土之間的結(jié)合力喪失。
當(dāng)水穿透混凝土表面進(jìn)入內(nèi)部時(shí),受凍凝結(jié)的水分體積膨脹,經(jīng)過反復(fù)的凍融循環(huán)作用,在微觀上使混凝土產(chǎn)生裂縫并且不斷加深,從而使混凝土壓碎并對(duì)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(duì)鋼筋混凝土路面、橋梁、停車場等可能使用除冰鹽的建筑結(jié)構(gòu)物,應(yīng)使用環(huán)氧樹脂鋼筋或者熱浸電鍍、不銹鋼鋼筋等材料作為加強(qiáng)筋。
環(huán)氧樹脂鋼筋可以通過表面的淺綠色涂料輕松識(shí)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(yīng)生成穩(wěn)定的羥磷灰石。防水材料也用來保護(hù)鋼筋混凝土,如夾層填入膨潤土的無紡?fù)凉げ肌?/p>
亞硝酸鈣Ca(NO2)2作為緩蝕劑,按照相對(duì)于水泥重量1-2%的比例添加,可以防護(hù)鋼筋的腐蝕。因?yàn)閬喯跛岣x子是一種溫和的氧化劑,與鋼筋表面的亞鐵離子(Fe)結(jié)合沉淀為不可溶的氫氧化鐵(Fe(OH)3).
氯化腐蝕
氯化物, 包括氯化鈉,會(huì)對(duì)混凝土中的鋼筋腐蝕。因此,拌合混凝土?xí)r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(yīng)
堿骨料反應(yīng)或堿硅反應(yīng),(Alkali Aggregate Reaction,簡稱AAR,或Alkali Silica Reaction,簡稱ASR)是指當(dāng)水泥的堿性過強(qiáng)時(shí),骨料中的非結(jié)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(fā)生反應(yīng)生成硅酸鹽,與水泥中的氫氧化鈣反應(yīng)生成水合硅酸鈣,引起混凝土的不均勻膨脹,導(dǎo)致開裂破壞。
它的發(fā)生條件為:
(1)骨料中含有相關(guān)活性成分——非結(jié)晶的二氧化硅;
(2)環(huán)境中有足夠的氫氧根離子;
(3混凝土中有足夠的濕度,相對(duì)濕度大于75%。這種反應(yīng)被稱為混凝土之癌,不論是否加強(qiáng)了鋼筋,混凝土中都會(huì)有此反應(yīng)。例如,混凝土的大壩。
硫酸鹽腐蝕
地下水中的硫酸鹽會(huì)與硅酸鹽水泥反應(yīng)生成具有膨脹性的副產(chǎn)品例如礬石(ettringite)或碳硫硅鈣(thaumasitein)從而導(dǎo)致混凝土的早期失效。
高鋁水泥的晶體轉(zhuǎn)變
高鋁水泥對(duì)弱酸特別是硫酸鹽有抗性,同時(shí)早期強(qiáng)度增長很快,具有很高強(qiáng)度和耐久性。在第二次世界大戰(zhàn)后被廣泛使用。但是由于內(nèi)部水化物晶體的轉(zhuǎn)型,其強(qiáng)度會(huì)隨時(shí)間推移而下降,在濕熱環(huán)境下更為嚴(yán)重。
在英國,隨著3起使用高鋁預(yù)應(yīng)力混凝土梁的屋頂?shù)牡顾,這種水泥在當(dāng)?shù)赜?976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。
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