本帖最后由 一介书生第二 于 2013-10-11 14:01 编辑
对于腐蚀性环境下的混凝土结构,除了采用高性能混凝土以提高混凝土的耐久性能外,还可采用一些必要的防护措施,从被动的角度加强混凝土结构对外界侵蚀性介质的防护能力。目前采用的主要防护方法有以下5种。
1、电化学防护
所谓电化学防护,是通过外加电流来影响或改变混凝土、钢筋、钢筋与混凝土接触面的特性,以及混凝土内部的液体流动系统,从而减少或缓解钢筋的锈蚀。比较常用的方法有阴极保护法、电化学碱化法及电化学除氯法等。
阴极保护的基本机理是基于外加电流极化,使局部电池的阴极区域达到其阳极开路电位,使表面变成等电位,而且腐蚀电流不再流动,从优使钢筋不再腐蚀。阴极保护的思路基于“牺牲阳极”保护法,但比后者具有更多的优势,因此得到了广泛的应用。
电化学碱化法可以使混凝土内部液体的pH值得以提高,从而减弱或停止碳化混凝土中钢筋的锈蚀。一般外加电流密度为0.7~1.0A/m2,电压不高于50V。
电化学除氯法与阴极保护法有些类似,其处理原理主要是负离子向阳极的移动,从而在短时间内除掉混凝土内部大量的氯离子,以此减缓或停止氯盐侵蚀。一般外加电流密度为0.5~2.0A/m2。
2、高性能混凝土
关于什么是高性能混凝土,目前尚无一致认同的定义,可大致表述如下:是一种体积稳定性好,具有高耐久性、高强度、高工作性能的混凝土(可简记为“三高”)。在具体应用中,应根据施工要求、结构物要求的性能和所处的环境条件等进行选择,以使混凝土达到不同高性能的目的。
目前,针对不同的功能要求,主要有纤维增强混凝土、干硬性混凝土、流态混凝土、防水混凝土、耐热混凝土、膨胀混凝土、轻质混凝土、喷射混凝土、防辐射混凝土,等等。
高性能混凝土与普通混凝土的主要区别在于,其高效减水剂(包括萘系、三聚氰胺系、氨基磺酸系和多羧酸系等)和矿物质超细粉(如硅灰、磨细粉煤灰、磨细矿渣、磨细天然沸石等)是不可或缺的重要组分。高性能混凝土的水灰比一般小于0.38,骨料最大粒径一般小于25mm。
3、混凝土表面涂层
表面涂层是一种特殊的防护措施,适用于易受氯盐侵蚀与冻融破坏且后果较为严重的混凝土结构物。由于混凝土具有强碱性,所以采用的涂料应具有良好的耐碱性、附着性和耐蚀性,如环氧树脂、聚氨酯、氯化橡胶等等。
采用涂层防护的混凝土龄期不应少于28d,且必须保证表面无露石、蜂窝、油污、灰尘等,以保证涂层的施工质量与处理效果。涂层与混凝土表面的黏结力不得小于1.5MPa。涂层系统的设计使用年限不应少于10a。
4、环氧涂层钢筋
环氧涂层钢筋(GHT)适用于处在潮湿环境或侵蚀性介质中的混凝土结构物。配置环氧涂层钢筋的混凝土构件,承载力基本不变,但其刚度有所降低,裂缝宽度有所增加,所以在计算时对刚度应进行折减,对裂缝宽度需适当增大。
此外,环氧涂层钢筋由于表面相对光滑,其黏结性能有所减弱,黏结强度有所下降,故锚固长度应相应增加,一般可取无涂层钢筋锚固长度的1.25倍。
5、钢筋阻锈剂
对于严重腐蚀性环境,可通过掺加钢筋阻锈剂以适当提高混凝土的护筋性能。不过一般不宜单纯依靠钢筋阻锈剂来达到防腐效果,除了混凝土保护层本身能具备长期的抗氯离子侵蚀性能外,应同时采用高性能混凝土,这样可显著提高混凝土的护筋性能。
钢筋阻锈剂可与高性能混凝土、表面涂层、环氧涂层钢筋等联合使用,以综合发挥其叠加保护效果。如杭州湾跨海大桥,便采用了这种综合防护技术,来增加其结构的耐久性。
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