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1、锈蚀对钢筋性能影响的研究【摘要】钢筋锈蚀是一个比较普遍、并且严重威胁结构安全的耐久性问题。钢筋锈蚀是造成钢筋混凝土耐久性损伤的最主要和最直接因素，也是混凝土耐久性破坏的主要形式之一。钢筋锈钢筋是当今世界建筑工程中不可缺少的建筑材料，随着社会经济的发展和科学技术的进步，钢筋技术也得到了很大的提升。因此，本文针对钢筋锈蚀耐久性问题进行了较为系统的研究，主要内容如下：在恶劣环境条件下，混凝土结构中钢筋的锈蚀问题已成为腐蚀领域和土木工程材料领域共同关注的话题。引起混凝土中钢筋钝化膜破坏进而 诱发锈蚀的机理尚未明确，且影响钢筋锈蚀发展的因素复杂多变，最终导致了钢筋混凝土结构过早失效，严重影响了钢筋混凝土
2、结构的服役寿命。自上世纪六十年代，钢筋混凝土结构的使用已经进入了一个高峰期，同时钢筋的耐久性也随之进入高潮。钢筋混凝土构件因钢筋锈蚀引起的承载力降低归根结底是由于混凝土间粘结力降低的综合效应和钢筋的抗拉强度的降低。虽然一些资料可查钢筋锈蚀对混凝土的粘结强度的影响，但缺乏对钢筋力学性能的影响的研究。Maslehuddin等人评估了空气锈蚀对钢筋力学性能的影响。但是应该注意的是空气锈蚀对钢筋力学性能的影响不如他在混凝土中锈蚀的影响强烈。另外，钢筋锈蚀会引起混凝土开裂从而影响构件的完整性。钢筋锈蚀的程度以及随后构件承载力的减少需要被评估以验证混凝土的残余强度并且制定修复方案。钢筋锈蚀，是指物质通过外
3、物产生了物理体积与化学性质的变化，钢筋锈蚀就是钢筋放在潮湿的空气中发生氧化反应而锈蚀，在这种情况下，适当的锈蚀是有利的，可以增大与混凝土的粘结力。另一种情况，如果已经浇筑到构件里，因为构件的混凝土保护层破损或脱落而露出钢筋导致钢筋锈蚀，这是一种结构损伤，会严重影响结构的使用寿命，应采取加固修补措施，防止钢筋外漏。钢筋和混凝土浇筑在一起，受到混凝土中硅酸盐水泥、水以及其他拌合料化学成分影响，会发生锈蚀现象。钢筋锈蚀是一个比较普遍、并且严重威胁结构安全的耐久性问题。它在影响结构物耐久性因素中，占据主导地位。我国有相当数量的钢筋混凝土桥梁相继进入老化期，钢筋锈蚀的研究和防治显得非常重要。钢筋锈蚀是造
4、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。自从钢筋混凝土结构问世以来，其能否在各种复杂的环境下安全使用并能持久耐用多长时间的耐久性问题就摆在大家面前。近年来，随着国民经济的迅猛发展，钢材的消费和生产迅猛增长，整个钢铁产业也得到了快速成长。从1996至2004年，我国钢产量由1亿吨增至近2.98亿吨，到2005年钢产量达到了3.48亿吨，2006年我国钢产量达到3.87亿吨，2008年更是猛增至5亿吨。作为建筑结构的主体材料，钢铁材料始终是建筑业费量最大的行业。对于我国目前快速的工业化、城镇化的发展，建筑业起到非常重要的地位，已成为我国国民经济的重要
5、产业之一。花费在各种钢结构的保护上的费用一直都非常的高昂，而且钢筋腐蚀影响结构耐久性，容易造成各种安全隐患，有的甚至造成严重的后果。国际上很多国家每年都要花费巨资用于混凝土结构的耐久性修复，其中钢筋锈蚀就占有很大的比例。因此钢筋腐蚀的研究就显得尤为重要。钢筋腐蚀与环境湿度有直接关系。在十分潮湿的环境中，其空气相对湿度接近于100%时，混凝土孔隙中充满水分，阻碍了空气中的氧向钢筋表面扩散，二氧化碳也难以透入，所以，使钢筋难以腐蚀。一般情况下钢筋锈蚀的过程有两种：一种是电流反应交换电流引起的锈蚀；另一种是扩散速度控制的锈蚀过程，混凝土中钢筋的锈蚀大多是属于这种锈蚀。当相对湿度低于60%时，在钢筋表
6、面难以形成水膜，钢筋几乎不生锈，碳化也难以深入。而空气相对湿度在80%左右时，有利于碳化作用，混凝土中的钢筋锈蚀发展很快。由于环境中湿度往往随气候和生产情况而变化，因而混凝土在气候或生产环境变化中会遭到碳化，钢筋会腐蚀。在我国建筑业正蓬勃发展的今天，研究钢筋性能退化与锈蚀程度之间的关系，进而进行结构耐久性设计和安全性评估，具有重大的经济效益和社会意义，值得做深入的研究。防止钢筋锈蚀的技术措施很多，一般可以分成两大类：一类是通过提高混凝土的陛能而提高其对钢筋的保护能力，例如使用商陛能混凝土；另一类是采取一些“附加措施”，例如在混凝土外涂层中采用环氧涂覆钢筋、阴极保护及钢筋阻锈剂等。在钢筋混凝土的
7、设计和施工中，应尽可能地对钢筋提供保护措施，还应注意所采取的措施是否能良好的实施。钢筋混凝土结构是混凝土与钢筋的复合体，它的腐蚀形态可分为两种：一是由混凝土的耐久性不足，其本身被破坏，同时也由于钢筋的裸露、腐蚀而导致整个结构的破坏；二是混凝土本身并未腐蚀，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了能激发钢筋腐蚀的离子，从而使钢筋表面的钝化作用丧失，引起钢筋的锈蚀。因此，应着重从改善混凝土本身性能及防止钢筋锈蚀这两方面出发提高钢筋混凝土结构的耐久性。钢筋耐久性的问题使得它在建筑界成为研究的重要课题，因钢筋锈蚀耐久性的问题越来越受建筑界的关注，并且现在关于钢筋锈蚀的领域取得了巨大的
8、成就。展望未来，相信随着社会的进步，文明的发展，尤其是建筑业的突飞猛进。钢筋锈蚀更加得到人们的重视，随着对钢筋耐久性的研究的深入，一定会比现在的钢筋耐久性更加持久。也是工程界一个迫在眉睫的任务。结语：以上综述了混凝土中钢筋锈蚀的过程，因素，原理及各种预防措施。总体来说，混凝土中的钢筋因种种原因而发生锈蚀后，钢筋的有效断面会减小，钢筋与混凝土间的粘结力会下降，结构的承载能力会降低，钢筋锈蚀后体积膨胀，使得混凝土产生顺筋胀裂，结构温度降低，变形增大，甚至导致保护层开裂、剥落。另一方面，预防钢筋混凝土中钢筋锈蚀的措施很多，每种方法都有自身的优势与不足，关键是要针对混凝土所处的环境条件和可能预测到的锈蚀源，有的放矢地采取预防措施。参考文献1 惠云玲.浅谈钢筋锈蚀性能浅谈的分析2 李田.刘再拉.混凝土钢筋锈蚀与结构物的耐久性.见：第五届全国混凝土耐久性学术交流会论文集.大连20003 惠云玲.林志坤.锈蚀钢筋试验研究分析工业建筑.4 丁晓玲.何玉红.钢筋锈蚀结构耐久性的分析5 林顺春.锈蚀钢筋与混凝土粘结性能的探讨.经营管理学.2009.12期6 陈清华.张丽华.关于钢筋锈蚀的因素及其影响的浅谈25-28页