当前课程知识点：钢筋混凝土耐久性导论 > 03 钢筋腐蚀 > 01 钢筋腐蚀的现象、危害和机理 > 03-01
您好 欢迎来到
钢筋混凝土耐久性导论课程
这一节我们简要讲一下
钢筋腐蚀的现象 危害和机理
路老师 前几节课我们讲了很多
金属腐蚀的问题
那么接下来是不是该讲
钢筋腐蚀的问题了呢
是的
前面讲过钢筋腐蚀
仍然属于金属腐蚀的范畴
是金属腐蚀的一个特例
不过 从腐蚀形貌上看
它既有均匀腐蚀 也有局部腐蚀
从腐蚀类型上看
它既有微电池腐蚀
也有宏电池腐蚀
另外它不仅有缝隙腐蚀
也有应力腐蚀
当然了也包括氢脆
也就是说钢筋腐蚀
涉及到了我们前面讲过的
多种腐蚀现象
实际上还是相对比较复杂的
需要我们大家去深入地了解
路老师
相比于普通的金属腐蚀
钢筋腐蚀有没有什么
显著的特点呢
钢筋腐蚀是在混凝土内部
强碱性环境下发生的金属腐蚀
这是它的特殊性
传统上认为钢筋
在强碱性的混凝土孔溶液中
是不会发生腐蚀的
然而呢
实际的情况并非如此
二战以后
世界范围内进行了
大规模的基础设施建设
当时的钢筋混凝土结构的
设计使用寿命多为50年
而实际上大多数钢筋混凝土结构
在15到25年就发生了
大面积的破损
更有甚者在3到5年内
就发生了严重的破坏
严重影响了结构的安全性
因此耐久性问题
也随之得到了广泛地关注
钢筋腐蚀
就是其中最为常见的劣化现象
一般的钢筋腐蚀发生在早期
通常肉眼是不可见的
等你看到混凝土表面上
出现了锈斑的时候
钢筋在内部
早已经发生了明显的腐蚀
如果你有幸看到了顺筋裂缝
那么混凝土的保护层
基本上已经失效了
这个时候它就有可能影响到
钢筋混凝土结构的承载力
从而就不得不进行加固处理了
钢筋腐蚀造成的经济损失
大多也是比较巨大的
有时候还会引起结构的垮塌
造成人员伤亡
这也就是钢筋腐蚀问题
一直受到广泛重视的原因
路老师您刚才讲了
钢筋腐蚀的形态多种多样
那么钢筋腐蚀的机理
是什么样子的呢
有关钢筋腐蚀的机理
其实至今并无定论
传统上认为
钢筋在正常的混凝土孔溶液中
会发生钝化
钢筋表面会形成钝化膜
这种理论又通常叫做成膜理论
如果钢筋钝化膜发生破坏
钢筋就会发生腐蚀
另外人们还根据
钢筋表面有没有氯离子
对钢筋腐蚀又有不同的具体解释
比如在普通大气中
当混凝土中没有氯盐时
因为混凝土发生碳化
或者中性化
这在下一章会讲到
造成混凝土孔溶液pH值下降
使得钢筋钝化膜的
化学稳定环境遭到破坏
从而就会诱发钢筋发生腐蚀
并且认为这一类的钢筋腐蚀
多半是均匀腐蚀
当混凝土中含有氯盐的时候
比如处于海水中的
或者是遭受除冰盐的钢筋混凝土
即使混凝土孔溶液的
pH值不降低
也会因为氯离子的活化作用
而诱发钢筋钝化膜发生破坏
从而造成严重的局部腐蚀
路老师从钢筋腐蚀的机理上来看
那它应该是属于电化学腐蚀吧
是的 从电化学腐蚀角度
我们可以把钢筋腐蚀分为两类
一是微电池腐蚀
一是宏电池腐蚀
微电池腐蚀可以理解为
前面金属腐蚀中讲的
点蚀 氧浓差
引起的缝隙腐蚀等等
宏电池腐蚀是指
上下层钢筋网之间
因氯离子浓度
或者是溶氧浓度不同而造成的
不同钢筋网
分别会变成阳极和阴极
这种情况下产生的钢筋腐蚀
就是我们刚才说的宏电池腐蚀
当然这种宏电池腐蚀
也可以发生在同层钢筋网中
或是同一根钢筋的
不同的位置处
路老师我一直想不明白
为什么这种钢筋腐蚀
就会把混凝土的保护层胀裂呢
这个问题很好
无论是发生微电池腐蚀
还是宏电池腐蚀
在钢筋发生腐蚀的地方
由于腐蚀产物的体积
远大于腐蚀掉的金属体积
所以随着腐蚀产物的累积
在钢筋发生腐蚀的地方
就会发生严重的体积膨胀
从而导致局部的
混凝土保护层发生开裂
当混凝土保护层开裂以后
钢筋腐蚀又会加速
从而发展成
沿着钢筋的顺筋开裂
这在前面已经提到过
当然了 腐蚀严重的时候
不一定非要从某一点开始
也可以在某一个区域内
直接发生大面积的顺筋开裂
更严重的时候
会造成混凝土保护层的剥落
从而会显著降低结构的承载力
路老师
如果我们把混凝土的pH值提高
那是不是就可以彻底地解决
钢筋腐蚀的问题呢
不会
我们多年的研究表明
实际钢筋不发生明显腐蚀的
pH值区间是很窄的
通常在12.5加减1.0左右
当pH值大于13.5以后
钢筋的腐蚀速率反而会增加
这可以由Fe的E-pH图
来进行说明
从Fe的E-pH图可以看出
当pH值大于13.5以后
将会形成铁酸盐
从而会引发钢筋腐蚀
所以并不是pH值越高就越好
总之到目前为止
有关实际钢筋的腐蚀机理
还没有定论
仍然需要进一步研究
我也期盼你们将来能有机会
解决这一技术难题
好 这节课就讲到这里
简要介绍了
钢筋腐蚀的现象 危害与机理
下次课程再见
-01 什么是钢筋混凝土？
--01-01
-02 什么是材料耐久性？耐久性三要素分析法
--01-02
-03 为何要研究材料的耐久性？人物一理
--01-03
-04 国内外部分跨海大桥简介及可持续发展问题
--01-04
-05 课程内容和要求
--01-05
-作业--作业
-01 金属腐蚀的现象、危害与定义
--02-01
-02 金属腐蚀的三要素
--02-02
-03 金属的磨损、化学腐蚀与磨蚀
--02-03
-04 金属的电化学腐蚀和电偶腐蚀
--02-04
-05 金属的点蚀、缝隙腐蚀和丝状腐蚀
--02-05
-06 金属的应力腐蚀、氢脆和宏电池腐蚀
--02-06
-07 金属的腐蚀防护方法和尚待解决的技术难题
--02-07
-作业--作业
-01 钢筋腐蚀的现象、危害和机理
--03-01
-02 钢筋腐蚀的防护方法和部分新技术
--03-02
-03 电化学修复技术
--03-03
-04 电化学阴极保护技术
--03-04
-05 杂散电流腐蚀和尚待解决的技术难题
--03-05
-作业--作业
-01 混凝土碳化的定义、现象与危害
--04-01
-02 混凝土碳化公式和碳化深度检测方法
--04-02
-03 混凝土碳化的防护方法和尚待解决的技术难题
--04-03
-作业--作业
-01 冻融循环破坏的现象与机理
--Video
-02 冻融循环破坏的危害与影响因素
--Video
-03 透水混凝土的抗冻性、除冰盐的危害和抗冻试验方法
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-04 混凝土常用抗冻方法和尚待解决的技术难题
--Video
-作业--作业
-01 碱-骨料反应的定义、类型和现象
--Video
-02 碱-骨料反应的机理
--Video
-03 骨料碱活性的检验方法和流程
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-04 碱-骨料反应的防控方法及尚待解决的技术难题
--Video
-作业--作业
-01 硫酸盐侵蚀的定义和现象
--Video
-02 硫酸盐侵蚀的机理
--Video
-03 硫酸盐侵蚀的试验方法
--Video
-04 硫酸盐侵蚀的防护方法和尚待解决的技术难题
--Video
-07 混凝土的硫酸盐侵蚀--作业
-01 结构健康监测与耐久性监测
--Video
-02 耐久性监测系统的基本构成
--Video
-03 耐久性监测传感器和工程案例
--Video
-04 耐久性监测技术难点和发展趋势
--Video
-作业--作业
-01 耐久性设计的目的、原则和方法
--Video
-02 如何进行耐久性设计？
--Video
-03 全寿命周期成本分析
--Video
-04 耐久性设计内容和部分技术难题
--Video
-作业--作业
-01 课程内容及知识要点
--Video
-02 土木工程师的责任
--Video
-A01 金属腐蚀
--Video
-A02 混凝土劣化
--Video
-期末考试
