混凝土的腐蝕是一個很復(fù)雜的物理的、物理化學(xué)的過程.由于混凝土腐蝕機(jī)理的復(fù)雜性,對混凝土腐蝕的分類還沒達(dá)成一個共同的認(rèn)識,但一般都傾向于采用前蘇聯(lián)學(xué)者B·M.莫斯克文為代表所提出的分類方法[3].將混凝土的腐蝕分為3類:溶蝕性腐蝕、某些鹽酸溶液和鎂鹽的腐蝕、結(jié)晶膨脹型腐蝕. 所以,混凝土的腐蝕機(jī)理可從以下3類入手:物理作用、化學(xué)腐蝕、微生物腐蝕. 

1.物理作用 

物理作用是指在沒有化學(xué)反應(yīng)發(fā)生時,混凝土內(nèi)的某些成分在各種環(huán)境因素的影響下,發(fā)生溶解或膨脹,引起混凝土強度降低,導(dǎo)致結(jié)構(gòu)受到破壞.物理作用主要包括2類:侵蝕作用和結(jié)晶作用. 

(1)侵蝕作用:當(dāng)環(huán)境中的侵蝕性介質(zhì)(如地下軟水,河流、湖泊中的流水)長期與混凝土接觸時,將會使混凝土中的可溶性成分(如Ca(OH)2)溶解.在無壓力水的環(huán)境下,基礎(chǔ)周圍的水容易被溶出的Ca(OH)2飽和,使溶解作用終止.侵蝕作用僅僅發(fā)生在混凝土表面,影響不大.但在

流水或壓力水作用下, Ca(OH)2會不斷溶解、流失,使混凝土強度減小,pH值降低,孔隙率增大,腐蝕性介質(zhì)更容易進(jìn)入混凝土內(nèi)部,如此循環(huán),導(dǎo)致混凝土結(jié)構(gòu)破壞.(2)結(jié)晶作用:混凝土是一種非常典型的孔隙材料.環(huán)境中的某些鹽類侵入到混凝土的毛細(xì)孔道中,在濕度較大時會溶解,但在濕度較低或低溫環(huán)境下會吸水結(jié)晶.隨著孔隙中晶體的不斷析出、積累,毛細(xì)孔中的晶體體積將不斷膨脹,對混凝土孔壁造成極大的結(jié)晶壓力,從而引起混凝土的膨脹開裂.寒冷地區(qū)的凍融破壞也屬于此類反應(yīng). 

2.化學(xué)腐蝕 

化學(xué)腐蝕是指混凝土中的某些成分與外部環(huán)境中腐蝕性介質(zhì)(如酸、堿、鹽等)發(fā)生化學(xué)反應(yīng)生成新的化學(xué)物質(zhì)而引起混凝土結(jié)構(gòu)的破壞.化學(xué)腐蝕可歸納為兩大類:分解類腐蝕和分解結(jié)晶復(fù)合類腐蝕. 

(1)分解類腐蝕 混凝土中的有效成分與某些腐蝕性介質(zhì)發(fā)生復(fù)分解反應(yīng),生成了新的物質(zhì).

 (2)分解結(jié)晶復(fù)合類腐蝕 混凝土中的Ca(OH)2與腐蝕性介質(zhì)發(fā)生反應(yīng),生成某些新的鈣鹽,這些鈣鹽在混凝土的毛細(xì)孔中可結(jié)合大量的水而形成體積較大的晶體,造成水泥石脹裂破壞. 1·1·3 微生物腐蝕 

從目前來看,生物對混凝土的腐蝕問題尚未引起國內(nèi)重視.據(jù)了解,獨聯(lián)體國家由于混凝土遭受生物腐蝕所造成的經(jīng)濟(jì)損失,到20世紀(jì)90年代初已達(dá)到5·5億美元/a,而且還有繼續(xù)增加的趨勢.生物對混凝土的腐蝕大致有2種形式:

①生物力學(xué)作用.

②類似于混凝土的化學(xué)腐蝕. 1·2 鋼筋的腐蝕機(jī)理 

電化學(xué)腐蝕是混凝土中鋼筋腐蝕的根本原因.鋼筋發(fā)生電化學(xué)腐蝕需具備以下幾個條件:

 (1)有陰極、陽極和電位差; 

(2)有離子通路(電解質(zhì)); 

(3)有電子通路.

       多數(shù)情況下,鋼筋混凝土都滿足鋼筋腐蝕的電化學(xué)條件.通常在鋼筋表面的非鈍化區(qū)域處于活化狀態(tài),形成腐蝕電池的陽極,可以自由釋放電子,形成電子通路;在鈍化區(qū)將形成腐蝕電池的大陰極,在該區(qū)域鋼筋表面存在足夠多的水和氧(電解質(zhì)).由于鋼筋材質(zhì)和表面的非均勻性,鋼筋表面總有可能形成電位差.因此,在潮濕環(huán)境下就可發(fā)生電化學(xué)反應(yīng),反應(yīng)生成的Fe(OH)2不穩(wěn)定,在氧氣充足的情況下,會進(jìn)一步氧化成紅鐵銹,體積膨脹數(shù)倍,使得混凝土表面脹裂,鋼筋力學(xué)性能下降.

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