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水泥制品失效分析

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  • 发布时间:2021-04-01 12:03
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【概要描述】一些特定的环境有可能导致混凝土的早期失效。引发水泥制品中混凝土早期失效最主要的原因就是混凝土的碳化反应及氯化物离子的渗透。

水泥制品失效分析

【概要描述】一些特定的环境有可能导致混凝土的早期失效。引发水泥制品中混凝土早期失效最主要的原因就是混凝土的碳化反应及氯化物离子的渗透。

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制作水泥制品的混凝土,本身具备了一定的抗腐蚀性,经常贴覆在钢结构的表面用于保护。但一些特定的环境有可能导致混凝土的早期失效。引发水泥制品中混凝土早期失效最主要的原因就是混凝土的碳化反应及氯化物离子的渗透。

1.混凝土的碳化反应

水泥制品的水化物—氢氧化钙是一种高碱性物质,pH值高达12.5以上。混凝土中的钢筋接触到这种水化物后,会在表面形成一层致密的氧化亚铁面膜,钝化钢筋,阻止后续的氧分子继续接触钢筋。碱性环境中这种钝化作用是很稳定的。

如果混凝土接触到水汽后生成的氢氧化钙与外界的酸性气体如二氧化碳接触后就会产生化学反应,生成碳酸钙,这种反应被称为碳化作用。一旦大量的碳酸钙形成,就会破坏混凝土内部的碱性环境。当这种破坏达到一定程度后,如pH值降至9以下,就会破坏钝态铁的保护层,而混凝土内的钢筋也会因为保护膜的失去而开始锈蚀。

2.氯化物离子的渗透

混凝土施工时往往会混入一些含有氯化物的物料,例如被氯化物污染的水、砂石等。或者外界因为大量使用防冻盐除冰雪,导致氯离子持续污染着周边的水泥制品。

由于氯离子的穿透力极强,当其接触到钢铁表面后,便会迅速破坏钢铁表面的钝化层,导致腐蚀。

混凝土结构多孔,这使得气态或液态的水可以渗透到混凝土里面,引起钢筋的锈蚀。而且水里面总会含有一些杂质,起到了电化学反应中电解液的作用,加速了锈蚀的进行。在氯和水汽充足的条件下,活化的钢筋表面变成了电化学反应中的阳极,未活化的钢筋表面成为阴极。反应的结果是阳极处金属铁被溶解,形成腐蚀坑。

国际上尚无得到一致公认的引发混凝土中钢筋腐蚀的氯化物含量阈值。但根据对以往数据的统计分析,当水泥制品处于干湿交替状态下,或常年湿度大于80%环境中,氯化物与混凝土的重量比超过0.2%是一个危险的阈值。

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