浅谈钢筋锈蚀对钢筋混凝土桥梁耐久性的影响
钢筋锈蚀钢筋锈蚀是影响钢筋混凝土结构耐久性的最关键问题
◆ 这是由于钢筋锈蚀是一个电化学过程，因此锈蚀主要取决于氧气通过混凝土保护层向钢筋表面的阴极的扩散速度，而这种扩散速度
密实度。 主要取决于混凝土的密实度。
◆ 钢筋锈蚀产生的铁锈（氢氧化亚铁Fe(OH)3），体积比铁增加2~6倍，保护层被挤裂，使空气中的水份更易进入，促使锈蚀加快发 展。
◆ 当构件使用环境很干燥（湿度<40%），或完全处于水中，钢筋的锈蚀极慢，几乎不发生锈蚀。
的密实性和混凝土的保护层厚度。 ◆ 裂缝的出现仅是使裂缝处钢筋局部脱钝，使锈蚀过程得以开始，但它对锈蚀速度不起控制作用。
◆ 当混凝土未碳化时，由于水泥的高碱性，钢筋表面形成一层致密的氧化膜，阻止了钢筋锈蚀电化学过程。
◆ 主要取决于混凝土的密实度。
◆ 当构件使用环境很干燥（湿度<40%），或完全处于水中，钢筋的锈蚀极慢，几乎不发生锈蚀。
裂缝宽度无明显关系，在一般大气环境下，裂缝宽 ◆ 而裂缝的发生为氧气和水份的浸入创造了条件，同时也使混凝土的碳化形成立体发展。
◆ 但近年来的研究发现，锈蚀程度与荷载产生的横向裂缝宽度无明显关系，在一般大气环境下，裂缝宽度即便达到0. ◆ 这是由于钢筋锈蚀是一个电化学过程，因此锈蚀主要取决于氧气通过混凝土保护层向钢筋表面的阴极的扩散速度，而这种扩散速度
5、钢筋锈蚀
钢筋锈蚀是影响钢筋混凝土结构耐久性的最关键问题。
◆ 当混凝土未碳化时，由于水泥的高碱性，钢筋表面形成一层 致密的氧化膜，阻止了钢筋锈蚀电化学过程。
◆ 当混凝土被碳化，钢筋表面的氧化膜被破坏，在有水份和氧 气的条件下，就会发生锈蚀的电化学反应。
钢筋锈蚀对钢筋混凝土桥梁耐久性的影响
三、 钢筋 锈蚀 对钢 筋混 凝土桥 梁 耐久性 的 影响
后钢筋截面积减小 、 屈服强度降低计算得到的 抗弯承载力值 ， 说明钢筋和混凝土的黏结强度 降 低也 是 锈 蚀 钢筋 混凝 土 梁抗 弯 承载 力 降 低 的主要影 响 因素 之一 。 因此 ， 对受 拉钢 筋必 须 乘 以协 同工 作系数 ， 以考虑 粘结 退化对 钢筋 混 凝土粱抗弯承载力 的影响。 理论 上 ， 虑 黏结 强 度 降 低 的影 响 ， 蚀 考 锈 钢筋 混 凝 土梁相 同条 件下无 黏结 受弯 构 件 承 载 力 约 为 正 常 构 件 的 ７ ％～ ８ ％左 ０ Ｏ 右， 那么 ｋ 则 应处 于 ０７ 之 间。 ｂ ．１
蚀对钢筋混凝 土桥梁耐久性 的影响 ， 并对 此类桥梁病害 的处理提 出一点想法和建议。
关键词 ： 钢筋锈蚀 ； 桥梁耐久性 ； 安全 性 中图分类号 ＝ ３ 文献标识码 ： Ｆ２ Ａ Ｄ ：０３ ６ ￣ｍｓ ． ７ － ４ ７２ １ ．７０ ９ ＯＩ ．９ ９ ． ｎ１ ２ ０ ０ ．０ ２０ ．１ １ ６ 文章编号 ：６ ２ ０ ０ （ ０ ）７ Ｏ ９ ０ １７ — ４ ７２ １ ０ 一 ５— ２ ２ 收稿 日期 ＝０ — ５ ２ ２ １ ０ —０ ２
、
系， 因此世界各 国规范对保护层厚度都作 了规 定 。 国新修订的 《 我 公路钢筋混凝土及预应力 混凝土桥 涵设计规范》 对钢筋 的最小保护 中， 层厚度作了规定规定 ， 随着使用环境条件的劣 化， 混凝 土保 护层 厚 度也在 增加 。混 凝 土 的密 实度影响着混凝土的渗透性 ， 渗透性高的混凝 土更容易发生锈蚀 。
一
件， 而腐蚀速度则取决于氧气及水分的供应。 二 、 响 钢筋混 凝 土桥梁 钢筋 锈 蚀 的主要 影 因素
浅谈混凝土钢筋锈蚀的影响及防治
水 化 ， 降低 混凝 土 的 密 实 度 ， 而影 响 抗 渗 性 。所 以 一 定 会 继 要 加 强 混 凝 土 的早 期 湿 润 养 护 ， 间 不 得 少 于 １ ， 保 证 时 ４ｄ 以 水 泥 正 常水 化 ， 加 密 实 度 ， 高抗 渗性 。 增 提
现锈斑 、 片等 ； 期是钢筋整 个表面锈蚀 ， 产 生膨胀 ． 锈 中 并 与 保 护层 脱离 ， 生 层裂 ； 期 表现 为钢筋 铁锈进 一步膨 胀 。 发 后
混 凝 土 本 身 发 生 破 坏 ， 现 顺 筋 胀 裂 ， 凝 土 脱 离 ， 至 钢 出 混 直 筋不 断锈蚀 ， 效截面 不断减 小 ， 构承 载力 不断下 降 ． 有 结 钢 筋 混 凝 土 构 件 丧 失 基 本 承 载能 力
蚀对结构的破坏分为ｊ个时期： 期 是钢筋表面局部 锈蚀 出 前
钢 筋 锈 蚀 后 ． 致 混 凝 土 结 构 性 能 的裂 化 和 破 坏 ． 要 导 主
有 如 下 表 现 ： 钢筋 锈 蚀 ， 致 截 面 积 减 少 ， 而 使 钢 筋 的力 ① 导 从
学 性 能 下 降 。 大 量 的试 验 研 究 表 明 ，对 于 截 面积 损 失 率 达 ５ １％的 钢 筋 ． 屈 服 强 度 和 抗 拉 强 度 及 延 伸 率 均 开 始 下 ％一 ０ 其 降 ， 于 截 面 积 损 失 率 大 于 ｌ％ ， 小 于 ６ ％的 严 重 腐 蚀 。 对 ０ 但 ０ 钢 筋 各 项 力 学 性 能 指 标 严 重 下 降 。如 钢 筋 截 面 积 损 失 率 达 １ ％、． ． ２ ％和 ５ ２ ４ ％时 ，钢筋 混 凝 土板 的承 载 能 力 分 别 下 降 ８ 、 ％ １％和 ２ ％ ， 筋 截 面 积损 失 率 达 ６ ％时 ， 件 承 载 能 力 降 ７ ５ 钢 ０ 构 低 到 与 未 配 筋 构 件 相 近 。（ 筋 腐 蚀 导 致 钢 筋 与 混 凝 土 之 钢 间 的 结 合 强 度 下 降 。从 而 不 能 把 钢 筋 所 受 的 拉 伸 强 度 有 效
钢筋锈蚀对混凝土结构的影响
钢筋锈蚀对混凝土结构的影响在建筑领域，混凝土结构被广泛应用于各类建筑物和基础设施中。
然而，钢筋锈蚀这一问题却给混凝土结构的安全性和耐久性带来了巨大的挑战。
钢筋锈蚀不仅会削弱结构的承载能力，还可能导致结构的过早破坏，给人们的生命和财产安全带来严重威胁。
接下来，让我们深入探讨一下钢筋锈蚀对混凝土结构的具体影响。
首先，钢筋锈蚀会导致其截面积减小。
想象一下，原本粗壮的钢筋由于锈蚀逐渐被侵蚀，其有效承载面积不断缩小。
这就如同原本能承受重物的梁柱，因为内部的支撑被削弱，承受能力自然大打折扣。
当锈蚀发展到一定程度时，钢筋所能提供的抗拉强度大幅降低，无法有效地抵抗外部荷载，从而影响整个结构的稳定性和安全性。
其次，钢筋锈蚀会改变其力学性能。
锈蚀后的钢筋，其延性和韧性都会下降。
原本具有一定弹性和变形能力的钢筋，在锈蚀后变得更加脆硬。
这意味着在受到突发的外力作用时，钢筋可能无法像正常情况下那样发生一定的变形来吸收能量，而是更容易发生突然的断裂，进而引发结构的局部甚至整体破坏。
再者，钢筋锈蚀产物的体积膨胀会对周围的混凝土产生压力。
铁锈的体积通常比原本的钢筋体积大得多，这种膨胀会在混凝土内部产生拉应力。
当这种拉应力超过混凝土的抗拉强度时，混凝土就会开裂。
这些裂缝不仅破坏了混凝土的整体性，还为外界有害物质的侵入提供了通道，进一步加速了钢筋的锈蚀和混凝土结构的劣化。
从结构的耐久性角度来看，钢筋锈蚀引起的混凝土开裂和剥落，使得结构暴露在更恶劣的环境中。
水分、氧气和其他腐蚀性物质更容易渗透到结构内部，加剧钢筋的锈蚀和混凝土的破坏。
长期下去，结构的使用寿命将大大缩短，需要频繁的维修和加固，增加了维护成本。
此外，钢筋锈蚀还会影响混凝土结构的粘结性能。
钢筋与混凝土之间的粘结力是保证结构协同工作的关键。
然而，锈蚀会在钢筋表面形成一层疏松的锈层，降低了钢筋与混凝土之间的摩擦力和机械咬合力，使得两者之间的粘结性能变差。
这将导致钢筋与混凝土无法有效地共同承受荷载，影响结构的整体性能。
钢筋锈蚀对钢筋混凝土桥梁耐久性的影响分析
钢筋锈蚀对钢筋混凝土桥梁耐久性的影响分析范本一：正文：【引言】随着钢筋混凝土桥梁的使用时间增长，锈蚀逐渐成为影响桥梁耐久性的重要问题。
钢筋锈蚀的程度会直接影响桥梁的承载能力和使用寿命。
本文旨在分析钢筋锈蚀对钢筋混凝土桥梁耐久性的影响，并提出相应的措施和建议。
【背景】钢筋混凝土桥梁是现代城市基础设施的重要组成部分，承担着车辆和行人的交通需求。
然而，由于环境因素和使用年限，桥梁的钢筋会出现锈蚀现象，严重时会导致桥梁的损坏和崩塌，给交通运输和居民生活带来安全隐患。
【锈蚀对桥梁耐久性的影响】1. 锈蚀导致钢筋截面积减小：钢筋锈蚀会使钢筋截面积减小，导致桥梁的承载能力下降，增加桥梁垮塌的风险。
2. 锈蚀引起钢筋与混凝土的界面剥离：钢筋与混凝土之间的粘结力会受到锈蚀的影响，导致钢筋与混凝土的界面剥离，减弱桥梁的整体稳定性。
3. 锈蚀使混凝土内部产生应力：钢筋锈蚀会产生体积膨胀的铁锈，使混凝土内部产生应力，导致混凝土裂缝产生，并加速桥梁的损坏。
【影响因素分析】1. 环境因素：包括大气中的氧气、湿度、气温、盐分等因素，这些因素会加速钢筋的锈蚀速度。
2. 施工质量：桥梁在施工过程中，钢筋的防腐处理、混凝土浇筑等工作是否符合规范要求，直接影响到桥梁的耐久性。
【防治措施】1. 防腐处理：在桥梁施工中对钢筋进行防腐处理，使用防锈剂、涂层等技术手段降低钢筋的锈蚀速度。
2. 桥梁维护：定期对已建成的桥梁进行维护，及时修复和更换受锈蚀的钢筋。
3. 环境控制：控制桥梁周围环境的湿度、温度和盐分等因素，减缓钢筋锈蚀的速度。
【结论】钢筋的锈蚀对钢筋混凝土桥梁的耐久性有着重要的影响，应重视桥梁的防锈工作和维护工作，加强环境控制，延长桥梁的使用寿命，保证交通运输的安全畅通。
【附件】本文档涉及的附件包括：实验数据、图片、统计图表等相关资料。
【法律名词及注释】1. 钢筋混凝土：指由钢筋和混凝土共同构成的复合材料，具有较高的强度和耐久性。
2. 锈蚀：指金属材料与外界气体、液体等介质接触后发生化学反应，导致表面层破坏或改变。
钢筋锈蚀对桥梁桩基混凝土性能影响分析
钢筋锈蚀对桥梁桩基混凝土性能影响分析摘要：桥梁桩基础与地下土体以及其他多种对混凝土结构有害的环境密切接触，在侵蚀性盐类含量较高的地区，这种现象尤为严重。
研究表明，钢筋锈蚀是导致桥梁桩基础承载力降低，从而引发桥梁结构耐久性降低最关键的因素。
所以，对已发生锈蚀的混凝土构件进行分析、研究是桩基础耐久性研究的最主要的手段之一。
为了方便试验操作的方便，本文通过配置一定数量的钢筋混凝土试块，采用电化学快速锈蚀试验，对配置的试块的性能进行探讨性研究。
主要通过研究钢筋锈蚀后其屈服强度的变化规律以及钢筋与混凝土粘结强度的变化规律，从而得到了桥梁桩基础结构性能的退化规律。
关键词：钢筋锈蚀；混凝土；承载力；桩基础；混凝土中的钢筋一旦发生锈蚀，在钢筋表面生成一层疏松的锈蚀产物，并且同时向周围混凝土孔隙中扩散，锈蚀产物体积比腐蚀钢筋的体积要大得多，一般可达钢筋腐蚀量的2-4倍。
锈蚀产物的体积膨胀使钢筋外围混凝土产生环向拉应力，当环向拉应力达到混凝土的抗拉强度时，在钢筋与混凝土界面处将出现内部径向裂缝，随着钢筋锈蚀的进一步加剧、钢筋锈蚀量的增加，径向内裂缝向混凝土表面发展，直到混凝土保护层开裂产生顺筋方向的锈胀裂缝，甚至保护层剥落，严重影响钢筋混凝土的正常使用。
本文通过试验研究钢筋锈蚀对桥梁桩基混凝土性能影响1 钢筋锈蚀常见原因分析1.1 与混凝土碳化有关在混凝土结构中，钢筋受到周围混凝土的保护，一般并不被腐蚀，只有在一定条件下才产生锈蚀。
正常情况下，空气中的二氧化碳气体在混凝土表面逐渐被氢氧化钙吸收，形成碳酸钙，这种现象称为混凝土碳化，碳化的速度除与二氧化碳的浓度有关外，还取决于相对湿度及混凝土的密实度等。
一般状态下，由于水泥的水化作用，混凝土内的pH值为12~13，在此环境下，钢筋周围形成一种保护膜，即钝化膜，可保护钢筋不被锈蚀;当 pH值小于9时，该钝化膜即遭破坏。
只有在混凝土内碱度降低，即碳化深度达到或超过钢筋保护层时，钢筋表面的钝化膜被破坏，钢筋才开始锈蚀。
钢筋锈蚀对混凝土结构的影响
钢筋锈蚀对混凝土结构的影响摘要：钢筋锈蚀是混凝土结构耐久性的主要病害之一，所以防止钢筋锈蚀对提高混凝土耐久性尤为重要。
本文阐述了混凝土中钢筋锈蚀的原理及造成的严重影响，并提出了防止钢筋锈蚀相应措施，希望对相关工程具有一定借鉴意义。
关键词：混凝土结构；钢筋锈蚀；原理与影响；措施引言结构腐蚀是影响混凝土结构耐久性、可靠性的至关重要的因素。
钢筋锈蚀对钢筋混凝土结构及预应力混凝土结构的耐久性和安全性影响极大。
混凝土结构中钢筋锈蚀源于在多种因素作用下(如碳化、氯离子侵蚀等)，钢筋原先在碱性介质中生成的钝化膜被渐渐破坏而失去保护作用，导致锈蚀生成的铁锈，其体积是被腐蚀掉的金属体积大3-4倍，使混凝土保护层沿钢筋纵向开裂。
钢筋锈蚀引起的裂缝一旦产生，钢筋锈蚀速度将大大加快，结构构件的承载力与可靠性劣化的速度大大加快，有的甚至发展到钢筋锈断，危及结构的安全。
1991年在法国召开的第二届混凝土耐久性国际学术会议上，美国加州大学Mehta教授的主题报告“混凝土耐久性50年进展”中提出，目前钢筋锈蚀已经成为钢筋混凝土构件破坏的最主要的原因。
基于此，对钢筋锈蚀对混凝土的影响研究势在必行[1-2]。
1 腐蚀原理与影响钢筋锈蚀的原因有两个方面[3]：一是钢筋保护层的碳化，其碳化的原因是混凝土不密实，抗渗性能不足。
硬化的混凝土，由于水泥水化，生成氢氧化钙，故显碱性，pH值＞12，此时钢筋表面生成一层稳定、致密、钝化的保护膜，使钢筋不生锈。
当不密实的混凝土置于空气中或含CO2环境中时，由于CO2的侵入，混凝土中的氢氧化钙与CO2反应，生成碳酸钙等物质，其碱性逐渐降低，当混凝土的pH值＜12时，钢筋的钝化膜就不稳定，当pH值＜11.5时，钢筋的钝化保护膜就遭破坏，钢筋的锈蚀便开始进行；二是氯离子的含量。
据有关试验证明，即便是pH值较高的溶液(如pH值＞13)，只要有4～6mg/L的氯离子含量，就足可以破坏钢筋的钝化膜，使钢筋失去钝化，在水和氧气的作用下导致钢筋锈蚀。
浅谈影响钢筋混凝土桥梁耐久性因素
第 ５期
黑 龙江交通 科技
ＨＥ Ｌ ＯＮＧＪＡＮＧ Ｉ Ｌ Ｉ ＪＡＯＴ ＯＮＧ Ｊ ＫＥ
Ｎｏ ５。 ０ ０ ． ２ １
（ 总第 １ 期 ） ９ ５
（ ｕ Ｎ ．９ ） Ｓ ｍ ｏ １５
浅谈 影 响钢 筋 混凝土桥 梁 耐 久性 因素
张 磊
（ 秦皇 岛市公路管理处 ）
１ 影 响混凝土桥梁耐久性 的主要 因素
Ｉ １ 钢 筋 锈蚀 对 混凝 土 耐 久性 的影 响 ．
（） １ 钢筋锈蚀 的化学反应过程 钢筋的锈蚀分为干锈蚀 和湿锈 蚀两 种。钢筋在 混凝土 结构中的锈蚀 是在有 水分 子参 与 的条件 下发 生 的， 湿锈 论 。 属 蚀 。钢筋在生锈 的过程 中 ， 结合 多个水 分子 ， 体积 可增长数 ３ 提 高 钢 筋 混 凝 土 耐 久 性 的 措 施 （） １ 钢筋有足够的保护层厚度。 倍 。可见 ， 钢筋锈蚀对钢筋｝ 凝土桥梁构件耐久性 的影 响主 昆 要表现在两个方 面： 方 面， 一 由于上 述电化学 反应使 钢筋表 保护层是 隔绝空气、 分与钢 筋接触 的重要构 造措 施 ， 水 面 的铁不断失去 电子 而融于水 ， 从而 削弱构件 的承载 能力 。 对于减缓钢筋 的电化学锈蚀 起到重要作用 。 因此钢筋混凝土 一般不应 小于 ３ｃ 对于受环境影 ｍ， 导致破坏 ； 另一方面由于钢筋 生锈 时体 积膨胀 ， 引起 混凝土 要有足够的保 护层 厚度 ， 开裂。 响较大的构件 ， 保护层厚度还可 以适 当增加 。 １２ 混 凝 土 钢 筋锈 蚀 的主 要 因素 ． （） ２ 钢筋混凝土中尽 量减少使用含 ｃ ’ ｌ 的外 加剂 。 现在大多数的减 水剂中含有 ｃ ， ｌ 但在钢筋混凝土 中使 （） １ 混凝土液相 ｐ Ｈ值 的影 响。 试验表明， 钢筋 的锈蚀速度与混凝土 的酸碱度有密切 的 用时一定要注 意 ｃ ’ ｌ 的含量 ， 在《 这 桥梁施工技术规范》 中有 关系 ， 当混凝土液相 ｐ Ｈ值 大于 １ ， ０时 锈蚀速 度很小 ， ｐ 明确的规定 ：钢筋混凝土 从各种 组成材料 引入的氯离子含 当 Ｈ “ 值小于 ４时， 筋的锈蚀速度迅速增加 。 钢 量（ 折合氯盐含量 ） 当结 构处 于干燥 环境 中或处 于水 中或 ， 地下时 ， 不宜超过水 泥用量 的 ０ ５ ， ． ％ 当处 于干湿交替 或常 （） ２ 混凝土 中 ｃ 一 ｌ 的影响 。 ０ 不宜超过水泥用量的 ２ ； ％ 如大于 ０ ２ ．％ Ｃ 含量对钢筋 的锈蚀具有极大 的影响 。它主要是破坏 年湿度大于 ８ ％ 时， ｌ 小于 ０ ５ ． ％时 ， 应采取有效 的防锈措施 ” 。在 东北地区 ， 冬季 钢筋表面的钝化膜 ， 从而造成钢筋锈蚀 。 桥面清雪防滑 ， 不宜采用撤盐 的做法 。 （） ３ 保护层 的影响 。 （） ３ 钢筋表 面作 防锈处理 。 混凝土 的保护层在两方 面减 小钢 筋锈蚀 ： 一是混凝土 的 碱性在钢筋表面形成钝 膜 ， 是减少 氧气 、 二 水分 的渗入。碱 钢筋 表面涂一些 防锈剂 可明显起 到防锈作用 ， 中简便 其 其作用主要是 降低钢筋接 性的钝化 的膜受水泥品质的影响 ， 同时也受保护层碳化深度 的方 法是 在钢筋表 面刷 稀石灰水 ， 的影响 ， 保护层碳 化后会 明显 提高 ｐ Ｈ值 ， 弱钝 化膜 的作 触表面混凝 土的 ｐ 减 Ｈ值。 用， 保护层的后一种作用主要取决于混凝土 的密实度和保护 （ ） 当降低混凝土拌 和时的水灰 比。 ４适 水灰 比大 了对于钢筋混凝土 的钢筋 防锈 、 抗冻融破坏都 层厚度 以及保护层的完好性 。 是很 不利 的 ， 所以应尽量 降低水灰 比， 要时还可 以使用减 必 （） ４ 环境的影响。 构造物所处环境 的温度 、 湿度 、 气和水 的 ｐ 空 Ｈ值 等都 水 剂 。 是影 响钢筋锈蚀的重要 因素 。 （） ５ 使用引气剂 。 ２ 冻 融 循环 与 混 凝 土 结 构 的 耐 久 性 引气剂是一种憎水 性表面 活性剂 ， 降低水 的表 面张 力。 分 湿 在高纬度地区 ， 冬季寒冷 ， 凝土结 构 内部 空隙 中的水 在混凝土 中发挥起 泡 、 散 、 润等表 面活性 作用。引气剂 混 结冻体积膨胀产生压力 ， 混凝土 内部产 生微裂损 伤 ； 多次 使混凝 土中形 成 无 数 分 散 性 的独 立 气 泡 ， 寸 在 ０ ０ 在 尺 ．５— 冻融循环作用下 ， 损伤不 断积 累， 导致裂 缝处混 凝土细 集料 １２ ／ｌ ．５／／之间。 ｌ ｒ
浅析钢筋锈蚀对混凝土结构的影响
黧塑i堡凰．浅析钢筋锈蚀对混凝土结构的影响李淮江(河南省煤气集团有限责任公司义-5气化厂，河南义--q472300)隋要】在钢筋混凝土结构中，钢筋的锈蚀是影响服般结构耐久J生的主要因素。
本文对钢筋锈蚀对钥筋混凝主结构的影响以及钢筋锈蚀的机理和影响钢筋锈蚀的各种因素进行了分析。
重点多方面阐述了钢筋锈蚀的预防-措施。
日；键词]钢筋锈蚀；影响因素；控制措施1概述在现代工业与民用建筑中，钢筋混凝土结构以英优良的结构形式、较低的造价优势一直处于主导地位。
但是由于钢筋的锈蚀导致混凝土结构破坏，达不到预定的服役年限也不少。
在1991年召开的第二届国际混凝土耐久性会议上，M eht a教授在傀凝土耐久性一五十年进启D 主旨报告中就把钢筋锈蚀列为导致混凝土结构破坏的第一要素。
新浇注的混凝土是呈碱性的，其P H值—般大于12．5，在碱性环境中的钢筋容易发生钝化作用，使得钢筋表面产生一层钝化膜，能够阻止混疑土中钢筋的锈蚀。
但当有二氧化碳、水汽和氯离子等有害物质从混凝土表面通过孔隙进入混凝土内部时，和混凝土材料中的碱性物质中和，从而导致了混疑土的P H值的剜氏，就出现P H<9这种情况，在这种环境下，混疑土中埋置钢筋表面的钝化膜被逐渐破坏，在其它条件具备的情况下，钢筋就会发生锈蚀，并且随着锈蚀的加剧，将导致混凝土保护层开裂，钢筋与混凝土之间的粘结力破坏，钢筋受力截面减少，结构强度阿氏等一系列不良后果，从而导致结构耐久性的喇氏。
2钢筋锈蚀机理混凝土中的钢筋锈蚀一般为电化学锈蚀。
二氧化碳和氯离子对混凝土本身都没有严重的破坏作用，但是，这两种环境物质都是混凝土中钢筋钝化膜破坏的最重要又最常遇到的环境介质。
因此，混凝土中钢筋锈蚀机理主要有两种：即混凝土碳化和氯离子侵入。
在氧气和水汽的共同作用下，由上述电化学反应是的钢筋表面的铁不断失去电子而溶于水，从而逐渐被腐蚀，在钢筋表面生成红铁锈，引起混凝土开裂。
3影响钢筋锈蚀的因素在通常情况下，钢筋表面的混凝土层对钢筋有物理和机械保护作用。
锈蚀对钢筋与混凝土粘结性能的影响
［5］ 袁迎曙，余索，贾福萍． 锈蚀钢筋混凝土的粘结性能退化的试 验研究［J］． 工业建筑，1999（ 11） ： 47 － 50．
变形钢筋由于钢筋锈蚀，增加了混凝土对钢筋的 握裹力，当钢筋锈蚀率为 2. 1% 时，钢筋与混凝土的粘 结强度会有所增加，如图 3 所示，随着钢筋锈蚀率的增
由于光面钢筋和变形钢筋是现在钢筋混凝土结 构 最 常 用 的 钢 筋 形 式，并 且 其 表 面 形 状 不 同，文 中 通 过电化学加速锈蚀 方 法 对 钢 筋 进 行 锈 蚀，对 不 同 锈 蚀 率的钢筋与混凝土进行拔出试验，钢筋采用变形肋钢 筋和光圆钢筋两种，研 究 了 不 同 锈 蚀 率 对 不 同 钢 筋 的 粘结力的影响，为目 前 钢 筋 混 凝 土 结 构 的 耐 久 性 评 估 和鉴定提供依据。 1 试验概况 1． 1 试验试件
［2］ Weyers RE． Service life modal for concrete structure in chloride environments ［J］． ACI Mater J，1998，95（ 4） ： 445 － 453．
［3］ 金伟 良，赵 羽 习． 混 凝 土 结 构 耐 久 性［M］． 北 京： 科 学 出 版 社，2002．
（ 1） 由于光面钢筋锈蚀以后，钢筋与混凝土间 的摩擦力增加，提高了其粘结强度，随着锈蚀的增加， 当混凝土保护层开裂以后，粘结力急剧降低。
（ 2） 当变形钢筋锈蚀率低于 2. 1% 时，钢筋与混 凝 土 的 粘 结 力 显 著 提 高，随 着 锈 蚀 率 的 增 加，其 粘 结 力逐渐降低。
（ 3） 光面钢筋在无锈蚀和锈蚀率较大时，均发 生钢筋拔出破坏，当钢筋锈蚀率为 4. 8% 时，发生混凝 土劈裂破坏； 而变形肋钢筋与混凝土均发生劈裂破坏。
简析钢筋混凝土桥梁中钢筋锈蚀机理
简析钢筋混凝土桥梁中钢筋锈蚀机理1概述桥梁是跨越障碍物，连接空间隔离两地的一种结构物。
钢筋混凝土和预应力混凝土结构以其结构安全可靠，坚实耐用而广泛用于桥梁建设中。
特别是近年来，城市运输对立体交通的迫切需求、大跨度跨海桥梁的论证建设，使得钢混桥梁的应用越来越广泛。
但是，随着时间的推移，桥梁混凝土保护层逐步碳化，自然界中的水、空气、氯离子等有害物质沿着混凝土孔隙进入到钢筋表面，发生一系列的物化反应，使得钢筋锈蚀.锈蚀产物的体积远大于被腐蚀掉的金属的体积，因而会向四周膨胀。
而钢筋周围的混凝土限制它的膨胀使交界面上产生较大的钢筋锈胀力.随着钢筋锈蚀深度的增加，钢筋锈胀力将导致混凝土保护层受拉而开裂，而混凝土保护层一旦开裂，使钢筋直接暴露于外界环境中，水、二氧化碳等更易于侵入钢筋，钢筋锈蚀速度加快。
锈蚀的钢筋将无法承受设计荷载，使整个桥梁的承载力大大降低，而耐久性和安全性也大打折扣。
2钢筋锈蚀机理钢筋混凝土桥梁中钢筋的锈蚀过程主要是电化学腐蚀过程。
一般可分为初始期和扩散期。
初始期的主要影响因素是混凝土碳化和氯离子侵蚀。
扩散期主要影响因素为混凝土相对湿度、氧气扩散、温度等。
2.1碳化引起钢筋锈蚀混凝土中含有原水泥质量15%～30%的Ca（OH）2，加之水泥中的微量KOH 和NaOH，使得混凝土空隙中的水分通常以饱和的Ca（OH）2的溶液形式存在。
高碱性条件使得混凝土表面形成一层致密的钝化物保护膜，保护钢筋免受侵蚀。
通常情况下，碳化对混凝土本身负面影响较小，但其对钢筋的影响，一方面降低了混凝土孔溶液的PH，其机理为CO2+Ca（OH）2=CaCO3+H2O，使钢筋表面的钝化膜遭到破坏，钢筋开始锈蚀；另一方面使结合氯离子游离转化为自由氯离子，加速钢筋的锈蚀进程。
钢筋的电化学腐蚀反应式如下：2.2氯离子引起钢筋锈蚀混凝土中氯离子来源有2个，一为配置混凝土时由原材料带入的氯离子，如冬季施工时，为提高混凝土抗冻性而掺入氯盐等；二为外界环境中的氯离子通过混凝土孔隙渗入钢筋表面，如跨海大桥，盐碱地处桥梁，冬季防止桥面冻害喷洒盐水等。
钢筋锈蚀对混凝土桥梁耐久性影响的探讨
第３ ２卷 第 ５期
２００６年 ３ 月
山 西 建 筑
Ｓ ＨＡＮＸＩ ＡＲＣＨＩ ＴＥＣＴＵＲＥ
Ｖｏ ． ２Ｎｏ ５ １பைடு நூலகம் ．
Ｍａ． ２０ ｒ ０６
－２ １ ・ ８
文章编号 ：０ ９ ８ ５ ２ ０ ）５ ２ １ ２ １ ０ ． ２ ０ ６ ０ — ８ － ６ ｌ ０ ０
单 氟磷
桥面应做防水 ， 防止雨 水顺梁外侧翼板 、 板或板梁梁边 、 漫 腹 梁底
酸钠 能掺入混凝土并且能到达钢 抗拉强度 和抗冻性 ； 由于不 （ Ｐ 筋后制止钢筋锈蚀 ＭＦ ） 必将 尚健全 的混凝土凿除
，
定， 同时可以提 高混凝土的
流使梁受损， 减少结构受潮和溅湿的表面积。２混凝土保护层的 ） 厚度与质量。保护层厚 度应 该随所处环 境适 当改变 ， 工时混凝 施 土的密实度应该用适当水灰比来保证 ， 并用适当的减水剂。构件
混凝土 中的钢筋锈蚀后 ， 产生体积膨 胀 ， 如果有 足够的水分 ， 蚀的时间和降低混 凝 土被顺 筋胀 裂剥 落 的危险 。镀 锌钢 筋对 于
铁锈体 积可达到钢材 体积 的 ７ ， 倍 在缺 氧的环 境下 ， 至少可 以增
混凝土由碳化引起的钢筋锈蚀具有显著的保护效果， 但是对于使
用除冰盐的结构并不一定可以提供长久的可靠性保护。耐腐蚀 大 １５ ～３ 。这样大 的体积增 大 ， 凝土保 护层沿纵筋 出 ．倍 倍 使混 覆盖层 的钢筋 主要 有环 氧涂层钢筋 ， 聚乙烯缩丁醛涂层钢筋等 。 驯 顺筋开裂 ， 严重时混凝 土保 护层 会完全 脱落 ， 成钢 筋和混 凝 造 ２ 在构件表面加镶面板、 ） 覆盖层或采用渗透性控制模板， 以 土之间失去粘结力 ， 筋 混凝 土结 构 构件 的 受力 性 能也 随之 下 钢 提高混凝 土表 面的抗渗性或憎水性 。 降， 随着锈蚀程度的进一步恶化 ， 受力性能也进一步减退 。 ３ 混凝土 中掺 加阻锈剂 。阻锈剂类型及机 理见表 ｌ ） 。
浅谈钢筋锈蚀对钢筋混凝土结构耐久性的影响
． ５的， 钢筋是惰性 的， 不会发生锈蚀。 可是空气中的二氧 各 国都 会出巨资用于 混凝土结构的修复 ， 尤其是钢 筋锈蚀 ９ 把孔 隙水变成酸 性 ， 从 而降低 的修复 。现 阶段 ， 我 国也有很多的钢筋混凝土结构 步入老 化 碳会与水泥 中的碱反应 ， 钢筋 的 ｐ Ｈ值 。其 实二氧化碳从构件 的一开始就对混凝土 化期 ， 因此， 必须 重视 钢筋锈蚀 的研究和防治工作。
摘要 ： 本 文阐述了混凝 土中钢筋锈蚀的研究背景， 分析 了钢 筋锈蚀 的主要原 因、 过程 以及锈蚀后钢 筋混凝 土构件 的力学性 能， 并
提 出 了钢 筋 锈 蚀 应 采 取 的预 防措 施 。
Ａｂ ｓ ｔ ｒ ａ ｃ ｔ ：Ｔ ｈ ｉ ｓ ｐ ａ ｐ ｅ ｒ ｄ ｅ ｓ ｃ ｒ ｉ ｂ ｅ ｓ ｔ ｈ ｅ ｒ ｅ ｓ ｅ ａ ｒ ｃ ｈ ｂ ａ ｃ ｋ ｇ ｒ ｏ ｕ ｎ ｄ ｏ ｆ ｒ ｅ ｉ ｎ ｆ ｏ ｒ ｃ ｅ ｍｅ ｎ ｔ ｃ ｏ ｒ ｒ ｏ ｓ ｉ ｏ ｎ ｉ ｎ ｃ ｏ ｎ ｃ ｒ ｅ ｔ ｅ ， ａ ｎ ａ ｌ ｙ ｚ ｅ ｓ ｔ ｈ ｅ ｍａ ｉ ｎ ｒ ｅ ａ ｓ ｏ ｎ ｓ ， ｐ ｒ ｏ ｃ ｅ ｓ ｓ ａ ｎ ｄ ｔ ｈ ｅ ｍｅ ｃ ｈ ａ ｎ ｉ ｃ ａ ｌ ｐ ｒ ｏ ｐ ｅ ｒ ｔ ｉ ｅ ｓ ｏ ｆ ｃ ｏ ｒ ｒ ｏ ｄ ｅ ｄ ｒ ｅ ｉ ｆｏ ｎ ｒ ｃ ｅ ｄ ｃ ｏ ｎ ｃ ｒ ｅ ｔ ｅ ｍｅ ｍｂ ｅ ｒ ｓ ａ ｓ ｗｅ ｌ ｌ ａ ｓ ｐ ｒ ｏ ｐ ｏ ｓ ｅ ｓ ｐ ｒ ｅ ｖ ｅ ｎ ｔ ｉ ｖ ｅ ｍｅ ａ ｓ ｕ ｒ ｅ ｓ ｏ ｆ ｒ ｅ ｉ ｎ ｆ ｏ ｒ ｃ ｅ ｍｅ ｎ ｔ ｃ ｏ ｒｏ ｓ ｉ ｏ ｎ ．
文献标识码 ： Ａ
文章编号 ： １ ０ ０ ６ — ４ ３ １ １ （ ２ ０ １ ４） ０ ３ — ０ １ ２ ９ — ０ ２
浅谈钢筋的锈蚀对混凝土梁的影响
由 于 钢 筋 被 锈 蚀 ， 表 面 会 产 生 铁 锈 ，铁 锈 产 物 种 类 很
早降低于 １ Ｋ 说明 了在此实验 中 ，钢筋截面积的减少对 混凝 Ｎ ５ 土梁 的承 载 力影响起控 制作 用 ，尽管理 论上来 说Ｃ ４ Ｂ 锈蚀段 最长 ，钢筋 的锚 固作 用受 影响最大 ，但是承载 力下降最慢 。
当然这 与局部锈 蚀发 生的梁 中的部位 有关 ，混 凝土梁 Ｃ ４ Ｂ 承
而造成桥梁 ，游泳馆 等建 筑物的倒塌 ，其危害性 与潜 伏性 之
大 ，应受使用者与各界的 ￣ ｍｌｌ ． ｊ ｄ ７ ｏ 墨０ ｏ
图１
一
、
锈蚀的机理 ：
曲 ｜ 耋 Ｅ 晒ｃ ｌ￣ ａｉｎｏ ａ—ｌｎ 岫 Ｃｅ ｎ ｆ ｂ ＞ｆ ｓ ｌ ｆ ｏ ｆ ｏ ５． ｍｅ ｔ
裂缝是钢筋锈蚀 的标志 ，由于各种锈蚀 产物 比反应的原 钢 筋体积 大６ 倍 ，膨胀使混凝土产 生裂缝 ，当裂缝宽度达 到８ 到一定 程度时 ，氧气 ，水分 以及腐蚀物 质就 能入侵到钢筋表
用除雪剂 的公路 ，以及 接近海洋的建筑物 ，氯离子 的侵蚀 尤
为严重。
从钢筋锈蚀 的机理 可以看 出，钢筋 的锈蚀 与环境相 关 ，
量和最大碱含量 。
五 、结论
由于锈 蚀 ，受 力钢 筋截面面积减 少 ，参与受 力的混凝土
减少 （由裂缝引起 ），钢筋的锚 固减 弱 ，减小 了构件 的截面
浅论钢筋锈蚀对钢筋混凝土耐久性的影响
．
ｊ 技术市塌
浅论钢 筋锈 蚀对钢 筋混凝 土 耐 久性 的影 响
陈 世 宁
（ 武汉船舶职业技 术学院， 湖北 武汉 ４ ０ ５ ） ３０ ０ 【 摘 要】钢筋锈蚀是造成钢 筋混凝土耐久性损 伤的重要 因素 ， 也是 混凝 土结构耐久性破坏的主要 形式之 一。 从锈蚀机理 、 影
响因素和影响后果等方面进行 了综述性讨论 。 【 关键词】钢筋； 锈蚀 ； 耐久性 ； 影响
境 介 质 的侵 入 ， 化 膜逐 渐 遭 到破 坏 ， 而 导 致 腐 蚀 的 发 生 。 钝 从 力 用 ， 这两种环境物质都是混凝土 中钢筋钝 化膜 破坏 的最重要又
护 的安全系数， 同高档工艺相 比， 简化 了操作工序 ， 降低 了作业 呆滞煤量开采难题 ， 提高 了储量利用率 ， 提高 了经济效益 ， 延长 风险， 避免 了项板事故 的发生 ， 实现 了安全生产 。（） 架安装 了矿井寿命。（） ２支 ２ 按照薄煤层三机配套指标 的要求和原则， 使三 了 Ｐ３ Ｍ ２型液 压支架 电液控 制系统 ， 实现 了降架 、 移架 、 移输 送 机 配 套 装 备 综 合 性 能 得 到 进 一 步 优 化 ，达 到 了 最 低 采 高 ０ ９ ．ｍ 机 自动化 ； 煤机 安装 了远 程遥控 操 作装置 ， 采 使移架 、 移输 送 的要求， 适应 了极薄煤 层开采 的需要 。（） ３ 通过对装煤 问题的研 机、 割煤等工 序操作“ 无人化 ” 实现远 距离操作 ） 提高 了安 全 究 ， 用 了适 应 于 薄 煤 层 的 强 力 滚 筒 ， 应 用 摩 擦 理 论 和 斜 板 （ ， 采 并 生产本质化程度 。（） ３ 充分开采保护层 ， 释放大煤 瓦斯 ， 杜绝 了 直 行 侧 推 原 理 ， 制 出犁 型 板 装 煤 装 置 ， 时 降低 了 刮 板 输 送 ’ 研 同 因瓦斯超 限造成 的安全隐患 ，降低 了项板及煤壁 的管 理难 度 ， 机 中部槽的高度， 大大提 高了装 煤效果。采煤机截齿采用超 高
混凝土中钢筋锈蚀对其性能的影响研究
混凝土中钢筋锈蚀对其性能的影响研究一、引言混凝土是一种广泛应用于建筑领域的材料，其主要成分为水泥、砂、石子等。
在混凝土中加入钢筋可以提高其承载能力和韧性，但如果钢筋出现锈蚀，则会降低混凝土的性能，进而影响建筑物的安全。
因此，对混凝土中钢筋锈蚀对其性能的影响进行研究具有重要意义。
二、钢筋锈蚀的原因钢筋锈蚀是指钢筋表面受到氧化作用后产生的铁氧化物，其主要原因是受到潮湿环境和氧气的影响。
混凝土结构中的钢筋通常是裸露在外的，如果遇到潮湿的环境，则会引起钢筋的腐蚀。
此外，如果混凝土中存在氯离子、硫酸盐离子等化学物质，则也会促进钢筋的腐蚀。
三、钢筋锈蚀对混凝土性能的影响1. 承载能力降低钢筋锈蚀后，表面会变得粗糙，失去原有的光滑度。
这样会导致钢筋与混凝土的粘结力受到影响，从而降低混凝土的承载能力。
2. 抗拉强度降低混凝土结构中的钢筋通常起到抗拉的作用。
如果钢筋出现锈蚀，则会降低其抗拉强度，从而影响整个混凝土结构的抗拉强度。
3. 延展性降低钢筋锈蚀后会使其断裂面变得不光滑，从而降低其延展性。
这样会导致混凝土结构在受到外力作用时，容易发生断裂。
4. 耐久性降低钢筋锈蚀会导致混凝土结构的耐久性降低。
这是因为，钢筋锈蚀后会释放大量的铁离子，进而加速混凝土中其他金属材料的腐蚀。
此外，钢筋锈蚀后还会导致混凝土的孔隙度增加，使得混凝土更容易受到外部环境的侵蚀。
四、防止钢筋锈蚀的方法1. 加强混凝土密封性混凝土密封性越好，则钢筋暴露在外界环境的时间越短，其受到的腐蚀影响也就越小。
因此，可以采用添加密封剂的方式，来加强混凝土的密封性。
2. 控制混凝土中化学物质的含量混凝土中存在的氯离子、硫酸盐离子等化学物质会促进钢筋的腐蚀，因此，可以采用控制混凝土中化学物质含量的方式，来防止钢筋的锈蚀。
3. 采用防腐涂层在钢筋表面涂上一层防腐涂层，可以有效地防止钢筋的锈蚀。
4. 使用高性能混凝土高性能混凝土具有较高的密实性、抗渗性和耐久性，能够有效地防止钢筋的锈蚀。
探析钢筋锈蚀对钢筋混凝土构件耐久性的影响
了可能。 钢筋的失重率与混凝土的碳化深度差不多呈线性 关系， 由此混凝土 的碳化程度对钢筋锈蚀有重大影响。 （ ）环 境 条 件 三 环境对钢筋锈蚀的影响主要有 以下几个方面： 温度、 湿度、 二氧化碳 的 浓度、 氧气的浓度 以及侵蚀性介质的浓度。 对于钢筋混凝土构件来说 ， 影响 最大的是湿度 ， 如桥梁处在湿度较大的环境下 ， 尤其是水位浮动的桥墩部位 和浪溅区， 最容易发生锈蚀。 （四 ）氯 离 子 的 影 响 氯化物是一种很危险的侵蚀介质 ， 但是在我 国北方地 区， 为保证冬季
３ 在 阳极区， 、 使阳极部位的钢筋表面处于活化状 态， 即钢筋表面的钝 化膜 遭 到破 坏 。 在氧气和水的共 同作用下， 钢筋表面不断失去电子发生 电化学反应 ， 逐
渐被锈蚀， 在钢 筋 表 面生 成 红 锈 ， 起混 凝 土 开裂 。 引
对于钢筋混凝 土构件 ， 在一般环境条件下 ， 钢筋的锈蚀通常 由两种作 用引起 ： 一种是混凝土碳化作用， 一种是氯离子的侵蚀。 二氧化碳和氯离子对 混凝土 本身 都没 有严 重的 破坏 作用 ， 是这 两种 环境 物质 都 是混 凝土 中钢 筋 但 钝化膜破坏的最重要又最常遇到的环境介质 ： 混凝土碳化使混凝土孔隙溶液 中的Ｃ （ Ｈ）含量逐渐减少 ， ａＯ ２ ＰＨ值逐渐 下降 ， 钝化膜逐渐变得不再稳定 以
交 通 畅行 ， 路 、 向道 桥梁 及 城市 立 交 桥等 撤 除 冰 盐 ， 量使 用 的 氯化 钠 和 氯 大
钢筋与混凝土的粘结是一种复杂的相互作用 ， 通过它来传递二者之 间 的应力， 协调变形 ， 因此钢筋与混凝土之间粘结锚固性能是保证钢筋与混凝 土两种不 同材料共同工作的基本前提 。 钢筋与混凝土间锈蚀层的润滑作用、 钢筋表面横肋的锈损、 混凝土保护层的开裂或剥落都会导致钢筋混凝土粘结 锚固性能降低甚至完全丧失 ， 最终影响钢筋混凝土构件结构 的安全性、 适用 性和耐久性。 参考文献
钢筋锈蚀对混凝土结构耐久性的影响分析
钢筋锈蚀对混凝土结构耐久性的影响分析.pdf 【1】一：引言钢筋锈蚀是混凝土结构中常见的一种问题，由于环境因素和使用年限的增加，钢筋可能会产生锈蚀现象。
本文将分析钢筋锈蚀对混凝土结构耐久性的影响，以提供参考和解决方案。
二：背景1. 钢筋锈蚀的定义和原因2. 钢筋锈蚀对混凝土结构的影响三：钢筋锈蚀对混凝土结构耐久性的影响分析1. 钢筋锈蚀引起的材料性能变化2. 钢筋锈蚀对混凝土结构力学性能的影响3. 钢筋锈蚀对混凝土结构耐久性的影响四：钢筋锈蚀的诊断与监测方法1. 钢筋锈蚀的诊断方法2. 钢筋锈蚀的监测方法五：钢筋锈蚀的防治措施1. 钢筋锈蚀的预防措施2. 钢筋锈蚀的修复措施六：案例研究1. 案例背景介绍2. 钢筋锈蚀导致的问题分析3. 解决方案及效果评估七：结果与讨论1. 钢筋锈蚀对混凝土结构耐久性的影响评估2. 解决方案的可行性分析八：结论钢筋锈蚀对混凝土结构的耐久性会产生较大的影响，为确保混凝土结构的安全使用，应采取相应的诊断、监测和防治措施。
九：附件附件1：钢筋锈蚀相关数据统计表格附件2：钢筋锈蚀修复方案示意图十：法律名词及注释1. 法律名词1：解释2. 法律名词2：解释【2】一：引言钢筋锈蚀问题对混凝土结构的耐久性具有重要影响。
本文将深入分析钢筋锈蚀对混凝土结构耐久性的影响，并提供解决方案和建议。
二：问题描述1. 钢筋锈蚀的定义和原因2. 钢筋锈蚀对混凝土结构造成的危害及影响三：钢筋锈蚀对混凝土结构耐久性的影响分析1. 钢筋锈蚀引起的材料性能变化2. 钢筋锈蚀对混凝土结构力学性能的影响3. 钢筋锈蚀对混凝土结构耐久性的影响四：钢筋锈蚀的诊断与监测方法1. 钢筋锈蚀的诊断方法2. 钢筋锈蚀的监测方法五：钢筋锈蚀的防治措施与策略1. 钢筋锈蚀的预防措施2. 钢筋锈蚀的修复措施3. 钢筋锈蚀的管理策略六：案例分析与实证研究1. 案例背景介绍2. 钢筋锈蚀问题的分析和评估3. 解决方案提出和效果评估七：结果和讨论1. 钢筋锈蚀对混凝土结构耐久性的影响评估结果2. 解决方案的可行性和优劣性分析八：结论钢筋锈蚀对混凝土结构的耐久性具有重要影响，为保证结构的安全使用和延长使用寿命，需采取相应的诊断、监测和防治措施。
钢筋锈蚀对混凝土结构耐久性的影响
第３ ４卷 第 ２ ７期
２０ ０ ８ 年 ９ 月
山 西 建 筑
Ｓ ＨＡＮＸＩ ＡＲＣＨＩ ＴＥＣＴＵＲＥ
Ｖ０ ． ４ ＮＯ ２ １３ ． ７
Ｓｐ９６ ２ （０ ８ ２ —１ ３０ １ ０ —８ ５ ２ ０ ）７０ ０ —２
钢 筋 锈 蚀 对 混 凝 土 结 构 耐 久 性 的 影 响
满 传 军
摘 要： 针对混凝土结构耐久性 的重要性 ， 简述 了混凝 土结构耐久性 的含义 ， 分析 了造 成混凝 土构件 中钢筋锈蚀的 因素 ， 详细地 阐述 了避 免钢 筋锈蚀 对混凝 土耐久性影响应采取的措施 ， 而有 效提 高建 筑物的耐久性。 从 关键词 ： 混凝土 ， 筋， 钢 结构 ， 锈蚀 ， 耐久性 中 图分 类 号 ： ｒ ５ Ｔ乙 ７ ３
和构件具有足够的耐 久性 。所谓 混凝 土结 构 的耐久性 是指 混凝 筋方 向开裂 ， 成保护层脱落 、 造 钢筋 和混凝土之 间的粘结力 降低 ， 土结构具有抵抗气候变化 、 化学侵蚀 或其他使结 构材料性 能恶化 进 而使 裂缝 进一步扩大 ， 而裂缝 的扩大及保护 层的剥落 又进 一步 及破坏的抵抗能力。它是建筑结构必须满足的功能之一 。 导致钢 筋遭 受新 一轮更剧烈的腐蚀 。 下面就主要 对混凝土 结构 和构件 中由于钢 筋的锈 蚀而 影响 １ ３ 使 用 功 能 的 改 变 ． 耐久性的问题谈 一下 自己的看法。 工程 在交付使用后 ， 由于使用不 当或擅 自改变其使用功 能而
土 施工 完毕 时 ， 筋 处 在 碱 性 环 境 中 ， 钢 筋 表 面 形 成 一 层 钝 化 常维护保养 中出现 的非正 常状 态予 以高度 重视 ， 钢 在 不能只满足 于规
文献标识码 ： Ａ
浅谈钢筋锈蚀对钢筋的影响
要又最常遇到的环境介质 ：混凝土碳 化使 混凝 土孑 隙溶液 中的 Ｌ Ｃ （ Ｈ 含量逐渐减少 ，Ｐ 值逐渐下降 ，钝化膜逐渐变得不 ａ Ｏ ）： Ｈ
正常情 况下 ，由于初始 混凝土 的高碱性 ，钢筋 混凝 土桥梁
发现 锚 杆 支 护 抗 力 不 足 时 ，应 及 时 采 取 补 打 锚 杆 （ ） 或 其 他 索
的研 究 和 防 治显 得 非 常 重要 。
关键 词 ：钢 筋 混凝 土桥 粱 ；钢 筋 ；混 凝 土 ；钢 筋 锈蚀 中 图分 类 号 ：Ｔ ７ Ｕ３５ 文献 标 识 码 ：Ａ
８ ％） ０ 。三个要素缺一不可，第一要素为诱发条件 ，而腐蚀速度
则 取 决 于 氧气 及 水分 的供 应 。
（ 河南省 第一 建筑工程 集 团有 限责任 公 司，河南 郑 ， ４０ １） ｊ ５０ ４ ｑ １
摘要 ：钢 筋锈蚀是一 个比较普遍 、并且严重威胁 结构安 全 结构力筋表面形成一层致密的钝化膜 ，使其处于钝化状态。但 的耐久性问题。 它在影响结构物耐久性 因素 中，占据 主导地位。
锈蚀对桥梁结构的破坏分为三个时期 ：前期是钢筋 表面局部锈
蚀 出 现锈 斑 、锈 片等 ； 中期 是 钢 筋 整个 表 面 锈蚀 ，并 产 生 膨 胀 ， 与 保 护 层 脱 离 ，发 生 层 裂 ；后 期 表 现 为 钢 筋 铁 锈 进 一 步 膨 胀 ， 在氧 气和水 的共 同作用 下 ，钢筋 表 面不 断 失 去 电子发 生 电化 学 反 应 ，逐渐 被锈 蚀 ，在钢 筋 表 面生成 红 锈 ，引起 混 凝土 开裂 。
对于钢筋混凝土桥 梁，在一般环境条件下 ，钢筋的锈蚀通
常 由 两种 作 用 引起 ：一 种是 混 凝土 碳 化作 用 。 一种 是 氯 离 子 的
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浅谈钢筋锈蚀对钢筋混凝土桥梁耐久性的影响
论文摘要：钢筋锈蚀是造成钢筋混凝土桥梁耐久性损伤的最主要和最直接因素，也是混凝土桥梁耐久性破坏的主要形式之一。
钢筋锈蚀是造成钢筋混凝土桥梁耐久性损伤的最主要和最直接因素，也是混凝土桥梁耐久性破坏的主要形式之一。
钢筋锈蚀对桥梁结构的破坏分为三个时期：前期是钢筋表面局部锈蚀出现锈斑、锈片等；中期是钢筋整个表面锈蚀，并产生膨胀，与保护层脱离，发生层裂；后期表现为钢筋铁锈进一步膨胀，混凝土本身发生破坏，出现顺筋胀裂，混凝土脱离，直至钢筋不断锈蚀，有效截面不断减小，桥梁结构承载力不断下降，钢筋混凝土构件丧失基本承载能力。
一、钢筋混凝土桥梁中钢筋锈蚀机理
正常情况下，由于初始混凝土的高碱性，钢筋混凝土桥梁结构力筋表面形成一层致密的钝化膜，使其处于钝化状态。
但随着环境介质的侵入，钝化膜逐渐遭到破坏，从而导致腐蚀的发生。
力筋发生锈蚀需要三大基本要素：
（一）力筋表面钝化膜的破坏；
（二）充足氧的供应；
（三）适宜的湿度（RH＝60～80％）。
三个要素缺一不可，第一要素为诱发条件，而腐蚀速度则取决于氧气及水分的供应。
钢筋的锈蚀一般为电化学锈蚀。
发生电化学锈蚀必须具备3个条件：
1、在钢筋表面形成电位差；
2、在阴极部位钢筋表面存在足够的氧气和水；
3、在阳极区，使阳极部位的钢筋表面处于活化状态，即钢筋表面的钝化膜遭到破坏。
在氧气和水的共同作用下，钢筋表面不断失去电子发生电化学反应，逐渐被锈蚀，在钢筋表面生成红锈，引起混凝土开裂。
对于钢筋混凝土桥梁，在一般环境条件下，钢筋的锈蚀通常由两种作用引起：一种是混凝土碳化作用；一种是氯离子的侵蚀。
二氧化碳和氯离子对混凝土本身都没有严重的破坏作用，但是这两种环境物质都是混凝土中钢筋钝化膜破坏的最重要又最常遇到的环境介质：混凝土碳化使混凝土孔隙溶液中的Ca(OH)2含量逐渐减少，PH值逐渐下降，钝化膜逐渐变得不再稳定以至于完全被破坏，使钢
筋处于脱钝状态；周围环境中的氯离子从混凝土表面逐渐渗入到混凝土内部，当到达钢筋表面的混凝土孔溶液中的游离氯离子浓度超过一定值（临界浓度）时，即使混凝土碱度再高，pH值大于11.5值，Cl-也能破坏钝化膜，从而使钢筋发生锈蚀。
氯盐引起钢筋锈蚀的发展速度很快，远比碳化锈蚀严重，这种情况常发生在近海或海洋环境以及冬季经常使用除冰盐的环境。
二、影响钢筋混凝土桥梁钢筋锈蚀的主要因素
（一）混凝土的保护层厚度及完好程度和混凝土的密实度
这三个方面都与侵蚀性介质的侵蚀速度有关，保护层厚度对钢筋锈蚀的影响呈线性关系，因此世界各国规范对保护层厚度都作了规定。
我国新修订的《公路钢筋混凝土及预应力混凝土桥涵设计规范》中，对钢筋的最小保护层厚度规定中，随着使用环境条件的劣化，混凝土保护层厚度也在增加。
混凝土的密实度影响着混凝土的渗透性，渗透性高的混凝土更容易发生锈蚀。
（二）混凝土的碳化程度
混凝土的碳化降低了混凝土的碱度，造成PH值降低，给钢筋脱钝提供了可能。
钢筋的失重率与混凝土的碳化深度差不多呈线性关系，由此混凝土的碳化程度对钢筋锈蚀有重大影响。
（三）环境条件
环境对钢筋锈蚀的影响主要有以下几个方面：温度、湿度、二氧化碳的浓度、氧气的浓度以及侵蚀性介质的浓度。
对于钢筋混凝土桥梁来说，影响最大的是湿度，当桥梁处在湿度较大的环境下，尤其是水位浮动的桥墩部位和浪溅区，最容易发生锈蚀。
三、钢筋锈蚀对钢筋混凝土桥梁耐久性的影响
钢筋锈蚀的直接结果是钢筋的截面积减少，不均匀锈蚀导致钢筋表面凹凸不平，产生应力集中现象，使钢筋的力学性能退化，如强度降低、脆性增大、延性变差，导致构件承载力降低。
（一）锈蚀后钢筋的力学性能
锈蚀钢筋抗力的降低直接影响服役结构和构件的承载能力，严重时可能造成结构提前失效甚至倒塌。
沿钢筋长度发生均匀锈蚀时，钢筋的失重率近似等于钢筋的截面面积损失率，钢筋所能抵抗的极限拉力的降低与钢筋截面面积锈损率基本成正比，此时，可以简单地用锈损钢筋的实际截面面积乘以未锈钢筋的极限抗拉强度获得锈蚀钢筋的极限抗拉能力。
但是，由于混凝土材料的不均匀性、使用环境的不稳定性、钢筋各部位受力
程度的不同等因素，实际上混凝土中的钢筋锈蚀很少有均匀锈蚀的情况，通常钢筋截面面积损失率大于重量损失率，而且随着钢筋锈蚀的发展，锈蚀的不均匀性和离散性增大，重量损失率与截面面积损失率的差异也越大。
因此，钢筋极限抗拉能力的下降，除钢筋截面的锈损、有效截面面积减小外，还有一个因素：锈损钢筋的表面凹凸不平，受力以后缺口处产生应力集中，使锈蚀钢筋的屈服强度和极限强度降低；且锈损越严重，应力集中引起的强度降低越多。
（二）钢筋锈蚀后对钢筋与混凝土协同工作性能的影响
钢筋锈蚀后，钢筋与混凝土之间的粘结锚固性能降低。
试验研究结果表明，锈蚀钢筋混凝土主梁抗弯承载力试验值小于只考虑锈蚀后钢筋截面积减小、屈服强度降低计算得到的抗弯承载力值,说明钢筋和混凝土的粘结强度降低也是锈蚀钢筋混凝土梁抗弯承载力降低的主要影响因素之一。
因此，对受拉钢筋必须乘以协同工作系数，以考虑粘结退化对钢筋混凝土梁抗弯承载力的影响。
理论上，考虑粘结强度降低的影响，锈蚀钢筋混凝土梁抗弯承载力应介于未锈蚀构件和无粘结构件之间，而相同条件下无粘结受弯构件承载力约为正常构件的70%~80%左右，那么kb 则应处于0.7~1 之间。
（三）钢筋锈蚀后对钢筋混凝土桥梁结构性能的影响
混凝土中的钢筋一旦发生锈蚀，在钢筋表面生成一层疏松的锈蚀产物，并且同时向周围混凝土孔隙中扩散。
锈蚀产物体积比腐蚀钢筋的体积要大得多，一般可达钢筋腐蚀量的2—4 倍。
锈蚀产物的体积膨胀使钢筋外围混凝土产生环向拉应力，当环向拉应力达到混凝土的抗拉强度时，在钢筋与混凝土界面处将出现内部径向裂缝，随着钢筋锈蚀的进一步加剧、钢筋锈蚀量的增加，径向内裂缝向混凝土表面发展，直到混凝土保护层开裂产生顺筋方向的锈胀裂缝，甚至保护层剥落，严重影响钢筋混凝土桥梁的正常使用。
钢筋与混凝土的粘结是一种复杂的相互作用，通过它来传递二者之间的应力，协调变形，因此钢筋与混凝土之间粘结锚固性能是保证钢筋与混凝土两种不同材料共同工作的基本前提。
钢筋与混凝土间锈蚀层的润滑作用、钢筋表面横肋的锈损、混凝土保护层的开裂或剥落都会导致钢筋混凝土粘结锚固性能降低甚至完全丧失，最终影响钢筋混凝土桥梁结构的安全性、适用性和耐久性。
注：文章内所有公式及图表请用PDF形式查看。