混凝土的腐蚀与防护最终版.ppt
水泥腐蚀与防治.ppt
土木工程材料试验与检测
德修身、技立业
软水腐蚀
案例1
特点 美美国国有有一一座座堤堤坝坝建于建1于90109年0，0年被，水被水 雨强 凝 部 达 强凝部介水混土烈1混烈土质.、5凝渗外凝渗外—m雪深土透部土透部软水的已。厚已。厚水和地受1192受11（蒸3方m到929m3m到重。年严～馏9m年碳严～修看重7水5m复破起酸修重7）m5的该坏来盐m复破；m外堤，，含的该坏壳时水破量外堤，尚坏， 泥少壳时破好层石发的尚，坏，厚几现水好发层度内乎混，现，厚如混内度
1、腐蚀二类、型 水泥石腐蚀产生原因
• 内因和外因，外因通过内因起作用。
Ca(OH)2
软水
内 因
C3AH6 结构不密实
外 酸：H2SO4、HCl、H2CO3 因
碱：NaOH、KOH
盐：MgSO4、Na2SO4
• 联系纽带－水泥石中的孔缝（开口孔隙和裂缝），产生有
害介质的侵蚀、交换作用。
土木工程材料试验与检测
土木工程材料试验与检测
德修身、技立业
盐类腐蚀
案例3:混凝土输水管道腐蚀破坏及自愈
在前美苏国联有，于一1座91堤1～坝19建17年于间19建0造0年了，巴库被至水乌拉尔斯基 的输强水烈管渗道透。。管道19截39面年为修椭复圆形该，堤壁时厚，25发cm，现所混用混凝土的 配灰合层凝 部比，开混土为1始凝外.15时∶m土部，m2～已厚∶输24水m受1。m2管厚m到水m水的管严～流水管重7不泥5壁m破满压m有。光的坏一沿层外，层输。厚壳破水1尚坏管cm好层线的路1，厚∶流度内3动水的泥地砂下浆水抹 化学达成1.份5复m深杂的，沿地输方水。管看全起长范来围，内水的泥硫酸石盐几含乎量平均 200已mg全/L部～4被00水mg淘/L空。由。于输水管内水不满，所以地下水会渗
混凝土的硫酸盐腐蚀PPT幻灯片课件
02
硫酸盐腐蚀的来源 及影响因素
4
02 硫酸盐腐蚀的来源
外部
内部
大气
土壤
水
自身 组分
5
02 硫酸盐腐蚀的影响因素
6
03 硫酸盐腐蚀的类型及机理
7
03 腐蚀的机理
1
硫酸盐 侵蚀初期
腐蚀后期(210-300天):这一阶 段，混凝土试块腐蚀继续加重， 吸附区剥落严重，粗骨料外漏。 10%浓度下的混凝土试块，侧 面粗骨料几乎全部外漏，顶面 周边剥落现象也较严重，整个 混凝土试块形状趋向“O”形。
16
4.2 物理-硫酸盐耦合作用下的腐蚀研究
W. G. Piasta 等研究认为在硫酸盐及 压应力的共同作用下，压应力的应力 水平对混凝土抗硫酸盐腐蚀性能影响 较大，压应力在一定程度上限制了硫 酸盐引起的膨胀。
1
硫酸盐结 晶型侵蚀
3
石膏结晶 型侵蚀
5
硫酸镁双 侵蚀型
2
钙矾石结 晶型侵蚀
4
碳硫硅钙 石结晶型
侵蚀
9
03 腐蚀的机理
1
硫酸盐结 晶型侵蚀
当混凝土孔隙溶液中硫酸盐达到一定浓度时，在没有与混凝土组 分发生化学反应之前，会有硫酸盐结晶析出，具体表现为体积膨胀， 产生的结晶压力使混凝土开裂，以此产生侵蚀现象。
腐蚀初期(0-90天左右): 该阶段的腐蚀现象主要是 混凝土吸附区“长毛”。 此现象主要是硫酸盐溶液 在混凝土吸附区由于水分 蒸发使得盐浓度急剧增多 而产生的盐析出结晶现象。 盐结晶的高度随着硫酸盐 浓度的增大而增大增多。
.
硫酸盐侵蚀 后期
2
8
03 硫酸盐腐蚀的类型
一般根据反应产物及产生破坏现象的不同主要可以分为以下几类：
混凝土中氯离子的侵入及钢筋的腐蚀防护PPT
下图说明混凝土内pH值和氯离子浓度对钢筋腐蚀的影响。
氯
发生腐蚀
化
物
浓
度
不发生腐蚀
氯离子对钢筋锈蚀的机理
电化学方法
腐蚀速度测试仪 结合线性极化与交流阻 抗技术
钢筋锈蚀检测方法
混凝土中钢筋的腐蚀是一个电化学 过程，它产生一个电流，使金属离 解。电阻率越低，腐蚀电流流过混 凝土就越容易，腐蚀的可能性就越 大，钢筋的腐蚀量是时间的函数， 即腐蚀速度不断地增大，基于科学 研究得出的腐蚀范围如下：
RESI混凝土电阻率测试仪
测定混凝土(岩石)电阻率，确定可能发生 锈蚀的部位，将电阻率和电位检测结合起 来，可进一步提供有关钢筋锈蚀状况的信 息。
ρ≥12 KΩcm………………无腐蚀
ρ=8~12 KΩcm…………可能腐蚀 ρ≦8 KΩcm…………极可能腐蚀
钢筋锈蚀的预防措施
通过大量的调查研究证明，钢筋锈蚀的原因正是由于混凝土保护 层的碳化和氯离子的侵入而造成的，为了防止钢筋锈蚀，必须防 止混凝土的碳化或减慢碳化速度和防止氯离子的侵入。
撤除冰盐的钢筋混凝土——在干湿交替作用下，氯 化物被带进钢筋混凝土中的主要机理也是钢筋混凝土 毛细管孔隙的吸收。
氯化物的侵蚀
氯化物是致使钢筋加速腐蚀的主要有害物质，几乎所有的研究 学者都认为，在钢材的腐蚀反应过程中，氯离子是扮演一个重 要的催化作用。当氯离子含量高时，氯离子才会破坏铁材表层 的钝态保护膜，并造成金属离子的溶解。
导电作用
腐蚀电池的要素之一是要有离子通路。混凝土中 Clˉ的存在强化了离子通路，降低了阴阳极之间 的欧姆电阻，提高了腐蚀电池的效率。混凝土膨胀、 龟裂、破坏的过程，具体可分为如下三个步骤：
论水工建筑物混凝土的腐蚀与防护措施正式版
In the schedule of the activity, the time and the progress of the completion of the project content are described in detail to make the progress consistent with the plan.论水工建筑物混凝土的腐蚀与防护措施正式版论水工建筑物混凝土的腐蚀与防护措施正式版下载提示：此解决方案资料适用于工作或活动的进度安排中，详细说明各阶段的时间和项目内容完成的进度，而完成上述需要实施方案的人员对整体有全方位的认识和评估能力，尽力让实施的时间进度与方案所计划的时间吻合。
文档可以直接使用，也可根据实际需要修订后使用。
摘要：本文主要以水工建筑混凝土腐蚀的问题为基点，对水工建筑混凝土腐蚀的类型及成因进行简单分析，并简要介绍混凝土防腐蚀的常用措施，依此为基础探讨水工建筑物混凝土腐蚀的防护思路与策略。
关键词：水工建筑；混凝土；腐蚀；防护措施一、水工建筑物混凝土腐蚀的类型及成因分析整体来看，砂石与水流冲刷、风蚀、雨水冲刷等这些因素都是造成水工建筑物混凝土腐蚀的原因，但一般情况下，我们认为含有砂石的水流的冲击是腐蚀问题发生的最主要原因。
因此，从砂石、水流冲刷的角度上来看，水工建筑物混凝土腐蚀病害的常见类型主要有四种，即混凝土磨损、混凝土冲击、混凝土空蚀和混凝土激流震动破坏。
(一)混凝土磨损混凝土磨损是流经混凝土水工建筑物的水流中夹杂各种固体的颗粒，这些颗粒在水工建筑物的结构表面所发生的滚动、滑动与跳动等摩擦行为将直接造成混凝土的磨损。
这种含砂水流的磨损从本质上看属于水砂的二相流问题，当水流中的砂粒冲刷水工建筑的混凝土固体壁面的时候，会将一部分或者是全部的能量都传递至壁面的材料，这部分能量在壁面转化成为混凝土表面的变形能，造成混凝土的磨损。
(二)混凝土空蚀恒温状态下，液体用静力或者是动力的方式加压至某一程度便会出现充满气体或者是充满蒸汽的汽包出现，我们将这种现象称之为空化。
混凝土的腐蚀与防护ppt课件
12
• 采用防腐蚀材料
9
钢筋混凝土结构的腐蚀机理
• 它是混凝土和钢筋的复合体
• 它按腐蚀形态分为两种：
① 由于混凝土的耐久性不足，其本身被腐蚀破坏，同时也由 于钢筋的裸露、腐蚀而导致整个结构破坏
② 混凝土本身未腐蚀，但由于外部介质的作用，导致混凝土 本身化学性质的改变或引入能诱发钢筋腐蚀的离子如氯离 子，使钢筋表面钝化作用丧失（水泥石的碱性使钢筋处于 钝态），引起钢筋的锈蚀。锈蚀产物为铁的氢氧化物、氧 化物，导致体积增大2～4倍
混凝土的腐蚀与防护
1
混凝土的腐蚀与防护
混凝土的结构特点
混凝土是一种复杂的建筑材料，它是碎石或炉渣在水泥 或其它胶结材料中的凝聚体
水泥熟料由硅酸三钙（3CaO·SiO2）、硅酸二钙 （2CaO·SiO2）、铝酸三钙（3CaO·Al2O3）和铁铝酸四钙
（4CaO·Al2O3·Fe2O3）等组成。这些熟料与水作用（水合 作用）凝固后即成为水泥石。整体呈碱性
某些工业废水，所含有的Mg2＋与硬化水泥石中Ca2＋起交换作用，生 成Mg(OH)2和可溶性钙盐、导致水泥石的分解
型盐类溶液 • 硫酸盐侵蚀。硫酸盐与混凝土中的氢氧化钙作用，生成
硫酸钙，再进一步与水化铝酸钙作用，生成硫铝酸钙， 体积膨胀两倍以上 • 盐类结晶膨胀。某些盐不与水泥石反应，但可以在水泥 石孔隙中产生结晶。如无水Na2SO4在高温干燥时形成 Na2SO4·10H2O结晶，体积是原来的4倍 碱性介质如K2CO3和Na2CO3也是具有膨胀型的腐蚀介质 7
混凝土结构的腐蚀与防护
混凝土结构的腐蚀与防护一、概述混凝土结构是建筑工程中常见的结构类型之一，它的优点包括强度高、耐久性好、可塑性强等。
然而，混凝土结构也存在着腐蚀的问题，这会对结构的安全性和使用寿命造成严重的影响。
为了保障混凝土结构的安全和长期使用，需要对混凝土结构的腐蚀问题进行深入研究，并制定相应的防护措施。
二、混凝土腐蚀的原因1.化学侵蚀：混凝土中的水泥基质中含有大量的氢氧化钙，当混凝土表面接触到化学性质较强的酸性物质，会发生酸碱反应，产生反应物，导致混凝土表面腐蚀。
2.物理侵蚀：混凝土结构长期受到风吹日晒、雨淋雪打等自然气候的侵蚀，也会导致混凝土表面的腐蚀。
此外，混凝土中的钢筋与混凝土之间的界面也会发生腐蚀。
3.电化学腐蚀：电化学腐蚀是混凝土结构中最常见的腐蚀形式之一。
当混凝土结构中的钢筋暴露在空气中时，钢筋表面的氧化层会形成一对电池，导致钢筋发生电化学腐蚀。
三、混凝土腐蚀的危害混凝土腐蚀会导致结构的强度降低、承载能力下降，严重时甚至会造成结构的崩塌。
此外，混凝土腐蚀还会影响结构的美观性和使用寿命，给人们的生产和生活带来不便和危害。
四、混凝土腐蚀的防护措施1.防止化学侵蚀：在混凝土结构的表面进行化学防腐处理，例如使用化学防腐涂料、防蚀剂等。
此外，在混凝土结构的设计、施工和维护过程中，也应该尽量避免使用酸性物质，减少化学侵蚀的发生。
2.防止物理侵蚀：加强混凝土结构的防水、防潮、防冻、防晒等措施，减少混凝土表面的物理侵蚀。
此外，还应该加强混凝土的维护和保养，定期进行清洗和涂刷防腐涂料等。
3.防止电化学腐蚀：在混凝土结构中采用防腐钢筋和防腐涂料等防护措施，减少钢筋表面的氧化和腐蚀。
此外，还可以采用阴极保护、阳极保护等电化学防腐技术，减少电化学腐蚀的发生。
4.加强混凝土结构的设计和施工：在混凝土结构的设计和施工过程中，应该加强对混凝土材料的质量控制和选择，确保混凝土结构的耐久性和安全性。
此外，还应该加强混凝土结构的维护和保养，及时进行检查和修缮。
混凝土硫酸盐腐蚀简介PPT
硫酸盐腐蚀的危害
01
02
03
结构性能下降
硫酸盐腐蚀会导致混凝土 结构强度、刚度和承载能 力下降，影响结构的正常 使用和安全性能。
维护成本增加
为防止和延缓混凝土硫酸 盐腐蚀，需要定期进行检 测和维护，增加了工程的 长期运营成本。
安全隐患
随着腐蚀程度的加剧，结 构可能出现裂缝、剥落等 现象，对人员安全和财产 安全构成潜在威胁。
2. 涂刷防腐涂料
在清除后的基层上涂刷具有耐腐蚀、防水性能的防腐涂料。
处理措施与效果评价
3. 混凝土修复
采用高强度、耐腐蚀的混凝土材料对桥梁进行修复。
效果评价
经过处理后，该高速公路桥梁的硫酸盐腐蚀问题得到了有效解决，混凝土结构得 到了加固和保护，保证了桥梁的安全运营。同时，处理措施对原结构无损伤、不 影响交通，具有较好的社会效益和经济效益。
02
硫酸盐腐蚀的原理
硫酸盐与水泥的反应
水泥中的矿物成分，如C3A（铝酸三 钙）和C3S（硅酸三钙），能与硫酸 盐离子发生化学反应，生成膨胀性的 腐蚀产物。
这些化学反应通常在水泥水化的早期 阶段开始，并在之后的几十年内持续 进行，导致混凝土结构的破坏。
腐蚀产物的形成与性质
硫酸盐与水泥反应生成的腐蚀产物通常为钙矾石（Ettringite） 和石膏（Gypsum），这些产物在混凝土中形成膨胀压力，导 致混凝土开裂和剥落。
原因分析
该地区地下水中含有大量硫酸盐，桥梁基础长期受到硫酸 盐侵蚀，导致混凝土中的水泥水化产物发生化学反应，形 成膨胀性物质，引发混凝土开裂和剥落。
处理措施与效果评价
处理措施
针对该高速公路桥梁的硫酸盐腐蚀问题，采取了以下处理措施
1. 清除已腐蚀的混凝土
钢筋混凝土结构的腐蚀及防护措施
钢筋混凝土结构的腐蚀及防护措施腐蚀问题的出现及对钢筋混凝土构件的影响在实际使用中，钢筋混凝土结构经常会遭受各种环境和外力的侵蚀，其中腐蚀是一种常见问题。
腐蚀是金属材料表面和内部产生化学变化的过程，当钢筋受到腐蚀侵蚀时，其表面覆盖物受损，钢筋则遭受金属丧失或减少，对钢筋混凝土结构具有以下影响：1.钢筋截面缩小：钢筋腐蚀后截面积减小，以下降承载能力，影响强度及承载能力，失去了钢筋在混凝土中起到的加强作用，直接导致钢筋混凝土结构的安全可靠性下降。
2.危及整个结构：钢筋混凝土结构如果被腐蚀破坏，可能会对整个结构造成严重的威胁，甚至崩塌。
3.设计寿命缩短：腐蚀会缩短钢筋的使用寿命，增加所需的修缮成本，减少结构的使用寿命。
4.影响美观：钢筋被腐蚀或部分掉落，不仅影响结构的性能，也影响整个建筑物的美观性。
钢筋混凝土结构的腐蚀分类1.外部腐蚀：指由于结构本身处于露天或干燥、潮湿等环境因素的影响而引起的腐蚀，如氯离子、硫酸酯等低分子水解产物，在一定程度上会提高钢筋被腐蚀的机率。
2.内部腐蚀：是由于钢筋吸收到混凝土中的水分和二氧化碳等有害物质导致的，形成酸性物质，加快了钢筋腐蚀进程。
钢筋混凝土结构的腐蚀防护措施针对钢筋混凝土结构遭受腐蚀问题，需要采取一系列的预防和保护措施，以延长其使用寿命和提高结构的安全可靠性。
1.优化设计：设计钢筋混凝土结构时要合理设置排水排气与潮湿地区构件。
针对常见的钢筋混凝土基础、墙体、柱、梁、板等构件，在设计施工时要合理布置，防止结构出现积水现象。
2.选用适当的混凝土：混凝土的混合物中应添加足量的氯离子抑制剂以限制盐分进入混凝土中。
针对存在腐蚀问题的结构，可以使用耐老化、强耐腐蚀的混凝土，以增加结构的抗腐蚀能力。
3.表面涂层：表面涂层是防止混凝土结构遭受外部腐蚀的一种有效措施。
涂层可覆盖钢筋混凝土结构，以隔绝混凝土和钢筋与环境接触。
涂层可选用聚氨酯、环氧树脂和硅酸盐等，这些材料可以提高钢筋混凝土结构自然寿命。
混凝土安全ppt课件
安全设施检查
对施工现场的安全设施进行检 查，确保其完好有效。
质量检测
对已浇筑的混凝土进行质量检 测，确保没有安全隐患。
03
混凝土结构安全
结构设计的安全性
结构设计原则
结构优化设计
确保结构在规定的使用年限内能够承 受各种可能的作用力，包括静载、动 载、风载、地震等自然灾害的影响。
通过优化结构设计，降低结构自重， 减少材料用量，提高结构的承载能力 和稳定性。
绿色混凝土的推广与应用
绿色混凝土是一种以环保、可持续发展为目标的新型混凝土材料，其推 广与应用对于降低混凝土工业的环境污染和资源消耗具有重要意义。
绿色混凝土采用废弃物再生骨料、工业废渣等作为原材料，减少了对自 然资源的开采和消耗。同时，绿色混凝土的生产过程也采用了节能减排
技术，降低了对环境的影响。
案例二：混凝土结构倒塌事故
总结词
设计或施工不当引发的事故
详细描述
由于结构设计不合理、施工方法不当或材料质量不合格等原因，导致混凝土结构 在正常使用过程中发生倒塌，造成严重人员伤亡和财产损失。
案例三：混凝土桥梁断裂事故
总结词
超载和疲劳损伤引发的事故
详细描述
由于车辆超载或桥梁长期承受重复荷载，导致混凝土结构疲劳损伤、开裂，最终发生桥梁断裂事故。这类事故通 常发生在交通繁忙的桥梁上，对交通安全造成严重威胁。
混凝土安全 PPT 课件
目
CONTENCT
录
• 混凝土的简介 • 混凝土施工安全 • 混凝土结构安全 • 混凝土安全事故案例分析 • 混凝土安全防范措施 • 未来混凝土安全技术的发展趋势
01
混凝土的简介
混凝土的定义
混凝土是一种建筑材料，由骨料（沙、石）、水泥和水等材料混 合而成，具有较高的抗压强度和良好的耐久性。
混凝土结构的腐蚀及防腐措施
混凝土结构的腐蚀及防腐措施1. 腐蚀病因混凝土结构作为一种常见的建筑材料，在使用过程中往往会面临腐蚀的问题。
腐蚀的主要原因是混凝土中的钢筋相对于环境中的氧气、水分和二氧化碳等元素发生化学反应，从而引起钢筋的腐蚀和混凝土的破坏。
2. 腐蚀的危害混凝土结构的腐蚀会给建筑物带来严重的危害，例如：•损坏建筑物的外观和美观度•影响建筑物的结构和稳定性•减少建筑物的寿命及使用寿命•造成高昂的维护和修复成本3. 防腐措施为了保护混凝土结构的安全、稳定和寿命，需要采取科学有效的防腐措施。
以下是几种常见的防腐措施：3.1 预防措施预防措施主要是在混凝土结构建造之初加以考虑和进行设计，采取的措施包括：•建筑材料的选择和防腐处理，如选用优质混凝土和热镀锌钢筋等防腐材料。
•合理设计混凝土结构的缝隙和排水系统，以便于混凝土结构排水和通风。
•严格控制混凝土的配合比和设计强度等参数，确保混凝土强度足够大，以便于承受外部的各种压力和腐蚀。
•做好混凝土结构施工和养护工作，减少施工中人为和环境因素对混凝土结构的影响。
3.2 超声波检测通过超声波检测方法，可以有效及时地发现混凝土结构中的缺陷和问题，从而采取对应的修复措施，防止问题进一步扩大。
超声波检测的方法具有高效、易操作和准确等特点。
3.3 防腐涂层防腐涂层是一种常用的防腐措施，通常使用的防腐涂层有环氧、烤漆和塑料涂层等。
防腐涂层的作用是阻止氧气和水分等腐蚀元素对混凝土中钢筋和混凝土的腐蚀。
为了保证防腐涂层的质量和效果，需要注意以下几点：•涂料的选择应根据环境和使用要求加以考虑。
•涂层施工应遵循严格的施工规范和操作标准。
•涂层施工后需要进行维护、监测和更新。
3.4 阴极保护法阴极保护法也称为电化学防腐措施，是一种通过施加电场，使钢筋成为阴极而达到防腐效果的技术。
阴极保护法优点是防腐效果显著，且具有长期的维护效果。
4. 结束语混凝土结构腐蚀是一个严重的问题，需要采取一系列的防腐措施。
混凝土的腐蚀与防护
（3）膨胀型腐蚀
• 来源于硫酸盐溶液、结晶型盐类溶液 • 硫酸盐侵蚀。硫酸盐与混凝土中的氢氧化钙作用，生成
硫酸钙，再进一步与水化铝酸钙作用，生成硫铝酸钙， 体积膨胀两倍以上 • 盐类结晶膨胀。某些盐不与水泥石反应，但可以在水泥 石孔隙中产生结晶。如无水Na2SO4在高温干燥时形成 Na2SO4·10H2O结晶，体积是原来的4倍 碱性介质如K2CO3和Na2CO3也是具有膨胀型的腐蚀介质
混凝土是一种多微孔的非均质性的结构材料，腐蚀介质 从孔隙的渗透是侵蚀的主要原因
水泥混凝土的腐蚀危害
尤其在海洋环境、西部盐渍地区以及抛洒防冰盐的北方 地区，基础设施的腐蚀比较严重
在其内部以及干燥环境中的混凝土构筑物的腐蚀缓慢， 危害性没有引起人们足够的认识
美国钢筋混凝土的修复费用每年2500亿美元，其中 1550亿美元花费在桥梁上；英国基础设施修复费用费为 155亿英镑；加拿大仅维护和修复一座遭受碱集料反应破 坏的25m高的大坝，累计费用就高达15亿加元；我国建筑 基础设施的腐蚀损失每年达1000亿元
钢筋混凝土结构的腐蚀机理
• 它是混凝土和钢筋的复合体
• 它按腐蚀形态分为两种：
① 由于混凝土的耐久性不足，其本身被腐蚀破坏，同时也由 于钢筋的裸露、腐蚀而导致整个结构破坏
② 混凝土本身未腐蚀，但由于外部介质的作用，导致混凝土 本身化学性质的改变或引入能诱发钢筋腐蚀的离子如氯离 子，使钢筋表面钝化作用丧失（水泥石的碱性使钢筋处于 钝态），引起钢筋的锈蚀。锈蚀产物为铁的氢氧化物、氧 化物，导致体积增大2～4倍
游离的碳酸能使水泥石形成酸性分解型腐蚀，但腐蚀缓慢， 比其它酸性溶液的腐蚀轻微的多
钢筋混凝土结构中钢筋的腐蚀与防护
钢筋混凝土结构中钢筋的腐蚀与防护在现代建筑中，钢筋混凝土结构是一种广泛应用的建筑形式。
然而，钢筋在混凝土中的腐蚀问题却给建筑的安全性和耐久性带来了严重的威胁。
了解钢筋腐蚀的原因和采取有效的防护措施对于保障建筑的长期稳定至关重要。
钢筋腐蚀的原因是多方面的。
首先，混凝土的碳化是一个重要因素。
当空气中的二氧化碳逐渐渗透到混凝土中，与其中的碱性物质发生化学反应，导致混凝土的碱性降低，当 pH 值低于 115 时，钢筋表面的钝化膜就会被破坏，从而使钢筋失去保护，容易发生腐蚀。
其次，氯离子的侵蚀也是导致钢筋腐蚀的常见原因。
氯离子可能来自于海水、除冰盐、工业废水等。
它能够穿透混凝土保护层，到达钢筋表面，并破坏钢筋的钝化膜。
而且，氯离子还能促进钢筋的电化学腐蚀过程，加速钢筋的腐蚀速度。
此外，钢筋自身的质量问题也不容忽视。
如果钢筋在生产、运输或施工过程中表面受到损伤，或者钢筋的化学成分不符合标准，都可能增加其腐蚀的风险。
环境因素对钢筋腐蚀也有很大影响。
例如，在潮湿的环境中，水分能够提供电解质，促进腐蚀反应的进行。
温度的变化也会影响腐蚀的速度，高温通常会加速腐蚀反应。
钢筋腐蚀会给钢筋混凝土结构带来一系列严重的后果。
首先，钢筋的腐蚀会导致其截面积减小，从而降低钢筋的承载能力。
这可能会使结构在正常使用荷载下出现裂缝、变形甚至破坏。
其次，腐蚀产物的体积通常比钢筋本身大得多，会在混凝土内部产生膨胀应力，导致混凝土开裂、剥落，进一步破坏混凝土的保护层，加速钢筋的腐蚀。
为了防止钢筋混凝土结构中钢筋的腐蚀，我们可以采取多种防护措施。
在设计阶段，合理的结构设计可以减少腐蚀的发生。
例如，增加混凝土保护层的厚度，可以延长有害物质到达钢筋表面的时间，为钢筋提供更好的保护。
选择合适的混凝土配合比，提高混凝土的密实度和抗渗性，也能有效阻止外界物质的侵入。
在施工过程中，要确保施工质量。
钢筋的表面应保持清洁，避免在施工中造成损伤。
混凝土的浇筑和振捣应严格按照规范进行，以保证混凝土的均匀性和密实性。
钢筋混凝土结构的腐蚀及防护措施
钢筋混凝土结构腐蚀的特点
局部性
钢筋混凝土结构的腐蚀通常具 有局部性特点，即只有部分区
域发生腐蚀。
隐蔽性
腐蚀的发生往往不易被察觉，因为 它们通常发生在看不见的内部。
不可逆性
一旦钢筋混凝土结构发生腐蚀，其 损害是不可逆的，只能采取修复措 施。
CHAPTER 02
钢筋混凝土结构腐蚀机理
钢筋腐蚀机理
化学腐蚀 电化学腐蚀
氯离子腐蚀
混凝土腐蚀机理
冻融循环 碳酸盐腐蚀
硫酸盐侵蚀 碱骨料反应
钢筋混凝土结构腐蚀的电化学过程
阴极反应 腐蚀产物形成与积累
阳极反应 电化学阻抗谱
CHAPTER 03
钢筋混凝土结构腐蚀的影响 因素
自然环境因素
01
02
03
气候条件
钢筋混凝土结构所处的气 候条件，如温度、湿度、 紫外线等，对其腐蚀有一 定影响。
腐蚀的危害
腐蚀会导致钢筋混凝土结构的承载能力下降，影响结构的安全性和使用寿命， 甚至可能引发重大安全事故。
腐蚀的类型及原因
腐蚀的类型
钢筋混凝土结构的腐蚀主要包括钢筋锈蚀、混凝土碳化、冻 融破坏等。
腐蚀的原因
钢筋锈蚀的主要原因是氯离子渗透和碳化作用；混凝土碳化 的主要原因是空气中二氧化碳与混凝土中的碱性物质反应； 冻融破坏的主要原因是反复的冻融循环导致混凝土剥落。
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CHAPTER 05
工程实例分析
工程一：某大桥的腐蚀与防护
腐蚀情况
该大桥位于沿海地区，长 期受到海水和大气环境的 影响，钢筋混凝土结构出 现严重的腐蚀。
防护措施
采用防水涂层对桥面进行 涂装，对钢筋进行涂层保 护，并使用耐腐蚀的钢筋 材料。
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ห้องสมุดไป่ตู้
混凝土的防护措施
• 实行全面的腐蚀控制
出发点：最大限度地保证混凝土自身密实完好，保持 高碱度＆防止有害离子入侵
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（3）膨胀型腐蚀
• 来源于硫酸盐溶液、结晶型盐类溶液 • 硫酸盐侵蚀。硫酸盐与混凝土中的氢氧化钙作用，生成
硫酸钙，再进一步与水化铝酸钙作用，生成硫铝酸钙， 体积膨胀两倍以上 • 盐类结晶膨胀。某些盐不与水泥石反应，但可以在水泥 石孔隙中产生结晶。如无水Na2SO4在高温干燥时形成 Na2SO4·10H2O结晶，体积是原来的4倍 碱性介质如K2CO3和Na2CO.3, 也是具有膨胀型的腐蚀介质 7
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（2）分解型腐蚀
• 来源于pH<7的溶液（包括酸性溶液和碳酸）、镁盐溶液
• 炭化作用。CO2或含有CO2的软水与水泥中的Ca(OH)2等起反应，导 致混凝土中碱度降低和混凝土本身的粉化
• 形成可溶性的钙盐。在工业生产中，酸性溶液能与硬化水泥石中的钙 离子形成可溶性的钙盐，造成腐蚀
• 镁盐侵蚀。含有氯化镁、硫酸镁或碳酸氢镁等镁盐的地下水、海水及 某些工业废水，所含有的Mg2＋与硬化水泥石中Ca2＋起交换作用，生 成Mg(OH)2和可溶性钙盐、导致水泥石的分解
基本措施就是提高混凝土自身的防护能力，包括选择 良质水泥、增加水泥用量，降低水灰比，使用优良外 加剂、掺和料、增加混凝土保护层厚度，表面增设耐 蚀层：如做玻璃钢或涂刷氯磺化聚乙烯涂料等。预埋 穿墙套管，避免破坏建筑物的整体性，不随意开口。 严格控制设备、管道“跑、冒、滴、漏”现象
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• 采用防腐蚀材料
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钢筋混凝土结构的腐蚀机理
• 它是混凝土和钢筋的复合体
• 它按腐蚀形态分为两种：
① 由于混凝土的耐久性不足，其本身被腐蚀破坏，同时也由 于钢筋的裸露、腐蚀而导致整个结构破坏
② 混凝土本身未腐蚀，但由于外部介质的作用，导致混凝土 本身化学性质的改变或引入能诱发钢筋腐蚀的离子如氯离 子，使钢筋表面钝化作用丧失（水泥石的碱性使钢筋处于 钝态），引起钢筋的锈蚀。锈蚀产物为铁的氢氧化物、氧
➢选用耐蚀水泥 ➢加入钢筋阻锈剂 ➢非金属防腐涂料：聚苯乙烯、环氧煤焦
油等 ➢塑料、花岗石、耐酸瓷板（砖）、玻璃
钢 ➢采用聚合物水泥混凝土（树脂混凝土） ➢阴极保护，保护钢筋
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混凝土腐蚀的类型
按形态分类
• 溶出型腐蚀
• 分解型腐蚀
• 膨胀型腐蚀（结晶型腐蚀）
• 细菌腐蚀
• 碱集料反应 .,
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（1）溶出型腐蚀
• 来源于软水的作用
• 水泥石中Ca(OH)2受到软水作用，产生物理性溶 解并从水泥石中溶出，引起混凝土强度减小，酸 度增大，孔隙增大，加剧溶解，造成恶性循环
混凝土的腐蚀与防护
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混凝土的腐蚀与防护
混凝土的结构特点
混凝土是一种复杂的建筑材料，它是碎石或炉渣在水泥 或其它胶结材料中的凝聚体
水泥熟料由硅酸三钙（3CaO·SiO2）、硅酸二钙 （2CaO·SiO2）、铝酸三钙（3CaO·Al2O3）和铁铝酸四钙
（4CaO·Al2O3·Fe2O3）等组成。这些熟料与水作用（水合 作用）凝固后即成为水泥石。整体呈碱性
混凝土是一种多微孔的非均质性的结构材料，腐蚀介质
从孔隙的渗透是侵蚀的主要原因
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水泥混凝土的腐蚀危害
尤其在海洋环境、西部盐渍地区以及抛洒防冰盐的北方 地区，基础设施的腐蚀比较严重
在其内部以及干燥环境中的混凝土构筑物的腐蚀缓慢， 危害性没有引起人们足够的认识
美国钢筋混凝土的修复费用每年2500亿美元，其中 1550亿美元花费在桥梁上；英国基础设施修复费用费为 155亿英镑；加拿大仅维护和修复一座遭受碱集料反应破 坏的25m高的大坝，累计费用就高达15亿加元；我国建筑 基础设施的腐蚀损失每年达1000亿元
化物，导致体积增大2～4倍
游离的碳酸能使水泥石形成酸性分解型腐蚀，但腐蚀缓慢， 比其它酸性溶液的腐蚀轻微的多
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混凝土腐蚀的影响因素
• 混凝土的化学成分：造成碱集性反应。另外二氧化硅的结 晶度越差，活性越大，则碱活性的膨胀率越大
• 混凝土的孔隙率或密实度 • 环境因素 ① 使大碱气性中降的低CO，2而：混当凝CO土2含中量的超钢过筋0保.3持％钝时态，的产最生低炭碱化度，为并p且H
（4）微生物腐蚀
• 来源于硫杆菌等 • 有氧和水时，细菌将硫转变成硫酸。硫来
源于矿物硫、油田中的硫化物或者污水
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（5）碱集性反应
• 来源于强碱（Na2O和K2O）与SiO2作用
• 水泥石中的强碱与骨料中活性的SiO2作用，在骨料中形 成一层致密的碱-硅酸盐凝胶（如Na2SiO3·2H2O），再遇 水产生膨胀，使骨料遇水泥石之间的界面胀破，导致混凝 土整体破坏。它是影响混凝土结构物耐久性＆寿命的重要 因素，是当前材料学科研究的前沿之一