鋼筋未被腐蝕的混凝土是呈高堿性的,其 pH 值一般在12. 5 左右, 當混凝土中含有少量的Na2O、K2O時,pH 值可能會大于 13。在高堿性環境中,鋼筋很容易發生氧化作用,表面生成一層很薄的氧化膜。主要 成分為水化氧化物nFe2O3 •mH2O,它是一種致密、穩定的共格結構, 水和氧氣不能滲透過去,使混凝土中鋼筋處于鈍化狀態,能夠有效阻止混凝土中鋼筋的銹蝕,因此被稱為鈍化膜。
混凝土中鋼筋銹蝕的速度與以下因素有關:
1,混凝土的PH值:
混凝土的PH值對混凝土的銹蝕速度影響巨大。當PH值在4---10之間時,銹蝕速度基本相等。當PH值小于4時,銹蝕形式發生變化,不再是吸氧銹蝕,而變成析氫銹蝕,銹蝕速度迅速上升。當PH值大于10時,銹蝕速度的降低與PH值的增大大致成正比。當PH值大于11.5時,鋼筋處于鈍化狀態,銹蝕不會發生。
2,溫度:
銹蝕速度對溫度很敏感,攝氏40度時,銹蝕速度是攝氏22度時的2倍。溫度小于攝氏10度時,銹蝕速度很慢。在10----60度之間,銹蝕速度基本與溫度上升成正比。
3,氯離子濃度:
鋼筋附近的氯離子濃度越大,對鈍化膜的破壞力就越大,鋼筋的活性越大,銹蝕速度也越大。由于鋼筋的活性還受氫氧根濃度的影響,氫氧根濃度高時,鈍化膜的穩定性就好,破壞鈍化膜需要的氯離子濃度就大,反之亦然。因此,氯離子濃度與氫氧根濃度之比有一個臨界值,小于這個臨界值時,銹蝕不會發生。
4,混凝土的電阻抗:
混凝土的電阻抗是影響鋼筋銹蝕的一個重要因素,無論是否有氯離子存在,在很大范圍內,鋼筋的銹蝕速度與混凝土的電阻抗成反比。降低水灰比,延長養護齡期,提高水泥水化程度等措施都有利于提高混凝土的電阻抗。
5,保護層厚度:
鋼筋的保護層厚度越大,氧氣的濃度梯度越小,銹蝕速度越慢。
6,水泥品種和摻合料:
C3A(鋁酸三鈣)對氯離子的吸附作用最大,因此當鋁酸三鈣含量高時,被吸附的氯離子多,游離的濃度小,對防止銹蝕有利。高堿水泥的孔溶液中的氫氧根濃度高,也能降低銹蝕速度。
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