混凝土中鋼筋銹蝕病害及原因分析一、混凝土中鋼筋銹蝕的病害一、混凝土中鋼筋銹蝕的病害一、混凝土中鋼筋銹蝕的病害水泥石碳化混凝土碳化與鋼筋銹蝕鋼筋銹蝕已成為影響混凝土結構耐久性的首要因素一、混凝土中鋼筋銹蝕的病害1985年，美國各類腐蝕引起損失達1680億美元，鋼筋銹蝕占40%左右；我國交通部門于1980年對華南地區18座碼頭調查的結果發現：80%以上在使用不到20年間就出現了嚴重或較嚴重的鋼筋銹蝕破壞；北京西直門舊立交橋僅運行18年就拆除重建，沈陽文化路大立交橋使用13年后因鋼筋銹蝕嚴重破壞，哈大公路，在建成5年后混凝土出現嚴重的順筋脹裂和剝落。

開裂銹蝕膨脹22混凝土表面應力應力鋼銹

破壞裂縫

鋼筋

二、混凝土中鋼筋銹蝕破壞機理鋼筋銹蝕產生膨脹壓力，導致混凝土脹裂破壞。二、混凝土中鋼筋銹蝕破壞機理疏松鐵銹層對鋼筋與混凝土界面的潤滑作用鋼筋應力集中鋼筋有效面積減小鋼筋橫肋銹損腐蝕產物體積膨脹鋼筋腐蝕承載力下降安全性降低鋼筋與混凝土粘結性能退化保護層開裂、剝落二、混凝土中鋼筋銹蝕破壞機理1鋼筋銹蝕破壞的特征鋼筋斷面損失以局部腐蝕為主，均勻腐蝕較少。混凝土順鋼筋開裂、剝落、脫層。開裂剝落分層二、混凝土中鋼筋銹蝕破壞機理2凝土中鋼筋銹蝕的原因1原電池反應陰極反應:2H++2e-=H2↑陽極反應電流銅（陰極）鋅（陽極）1)陰極、陽極和電位差；腐蝕電池必備Yt條件2)離子通路(電解質)；3)電子通路。電解質溶液二、混凝土中鋼筋銹蝕破壞機理2鋼筋微電池腐蝕陽極陰極Fe-2e=Fe++

（氧化反應）陽極反應O2+2H2O+4e→4OH-（還原反應）陰極反應2Fe+O2+2H2O=2Fe(OH)2(伴有電流)綜合反應Fe(OH)2+O2+2H2O→Fe(OH)3→Fe2O3·nH2O（鐵銹）/CO2CO2鋼筋表面脫鈍導致鋼銹鋼筋鈍化層二、混凝土中鋼筋銹蝕破壞機理3混凝土中性化導致銹蝕（pH≤10.5）混凝土的高堿性環境中，PH值大于12.5，Fe(OH)2被氧化成致密的鈍化層。pH=9.88，開始形成鈍化膜，pH=11.5，鈍化膜才能完全覆蓋鋼筋表面。腐蝕宏觀電池混凝土腐蝕坑鋼筋鈍化層鋼筋二、混凝土中鋼筋銹蝕破壞機理4氯鹽導致鋼筋銹蝕(Cl-/OH-≥0.6)二、混凝土中鋼筋銹蝕破壞機理海水侵蝕氯離子侵蝕二、混凝土中鋼筋銹蝕破壞機理開裂造成鋼筋預應力損失鋼筋外露箱梁底板底面表面粗糙，不密實區域開裂，水和其它離子進入二、混凝土中鋼筋銹蝕破壞機理保護層過薄,鋼筋銹蝕混凝土中鋼筋銹蝕檢測及維修一、混凝土鋼筋銹蝕的檢測方法無損檢測目的破損檢測方法分析推測法基于材料、環境、荷載綜合因素基礎上進行分析。無損檢測方法電化學法、物理法等。一、混凝土鋼筋銹蝕的檢測方法11半電池電位檢測原理利用混凝土中鋼筋銹蝕的電化學反應引起的電位變化來測定鋼筋銹蝕狀態，可通過測量銅－硫酸銅參考電極與鋼筋－混凝土電極之間電位差確定。ResmV372.0Cu/CuSO4

半電池多孔木塞電流Fe->Fe2++2e-高靈敏度萬用表測量鋼筋不同部位電極電位，電位差越大，腐蝕速率越快。

一、混凝土鋼筋銹蝕的檢測方法12半電池電位值評估鋼筋銹蝕程度的判據依據《公路橋梁承載能力檢測評定規程》（JTGTJ21-2011）評定標度值電位水平（mV）鋼筋狀態10~200無銹蝕活動性或銹蝕活動性不確定2-200~-300有又是活動性，但銹蝕狀態不確定，可能坑蝕3-300~-400有銹蝕活動性，發生銹蝕概率大于90%4-400~-500有銹蝕活動性，嚴重銹蝕可能性極大5＜-500構件存在銹蝕開裂區域備注1、表中電位水平為采用銅-硫磺酸電極時的量測值；2、混凝土濕度對量測值有明顯影響，量測時構件應為自然狀態，否則不能使用此評定標準。一、混凝土鋼筋銹蝕的檢測方法13半電池電位檢測法：檢測儀器主機延長線電位電源金屬電極連接桿一、混凝土鋼筋銹蝕的檢測方法14半電池電位檢測法技術要點鋼筋位置測區面積不宜大于5m＊5m，測區按網格狀劃分測點，網格尺寸宜為100mm＊100mm——500mm＊500mm，網格節點為電位測點，每種條件的測區數量不宜少于3個；測區中的測點數不宜少于20個，測點與構件邊緣的距離應大于50mm。（1）測區與測位——測點單位：cm一、混凝土鋼筋銹蝕的檢測方法1（2）電位儀的連接半電池測定儀的一端與鋼筋連接若鋼筋露在外面，可以方便的連接。否則，需要利用鋼筋定位儀確定出一根鋼筋的位置，剔除保護層后使鋼筋外露，再進行連接。要求打磨鋼筋表面，除去銹斑，并要保證儀器鋼筋連接點處與測點的鋼筋連通，使電路閉合，必要時可以用電壓表檢查測試區內任意兩根鋼筋之間的電阻值。半電池測定儀的另一端與混凝土表面接觸測點混凝土表面應平整、清潔、無涂料、浮漿、污物或灰塵等；測區混凝土預先充分浸濕，保證電連接墊與混凝土表面良好耦合，測試時要求混凝土保持濕潤。一、混凝土鋼筋銹蝕的檢測方法鑿開鋼筋電位測試一、混凝土鋼筋銹蝕的檢測方法電位讀數變動不超過2mV，同一測點、同一支參考電極重復讀數差異不得超過10mV。同一測點、不同參考電極重復讀數差異不得超過20mV。（3）測試測點的電位當環境溫度超出（22±5）℃時，應記錄環境溫度，并進行如下溫度修正。（4）應避免外界各種因素產生的電流的影響式中：

一、混凝土鋼筋銹蝕的檢測方法（5）電位儀法注意事項01電化學法判定的是發生銹蝕的概率（可能性），而不是銹蝕的實際狀態。02電化學法測定的是腐蝕電位，一方面測定中影響因素多，另一方面腐蝕電位也不是唯一表征因素，應配合其他方法和因素綜合分析，并配合剔鑿法驗證。03電化學法是對銹蝕狀態概率的測定，但不能判定銹蝕速度或銹蝕率，銹蝕率可以反映銹蝕后的有效截面積，銹蝕速度可以反映發生銹蝕后的使用壽命。二、鋼筋銹蝕的預防措施混凝土表面處理阻銹劑鋼筋涂層電化學保護法二、鋼筋銹蝕的預防措施混凝土表面處理1表面滲透型防水涂層普通水泥砂漿層5~20mm厚，減緩碳化，用于輕弱侵蝕性環境；可以采用聚合物改性水泥砂漿層。表面涂層瀝青、煤焦油類；油漆類；防水涂料；樹脂類涂料，如環氧樹脂、己烯基樹脂、丙烯酸樹脂、聚氨酯等。二、鋼筋銹蝕的預防措施能抑制或減輕混凝土中鋼筋銹蝕的外加劑。分為三類陽極型阻銹劑陰極型阻銹劑綜合型阻銹劑主要作用于陽極區，提高鈍化膜抵抗Cl-的滲透性來抑制鋼筋銹蝕的陽極過程。最常用的陽極型阻銹劑2二、鋼筋銹蝕的預防措施鋼筋涂層(環氧樹脂涂層鋼筋)3用黏性環氧涂層包裹鋼筋，與鋼筋緊密膠結在一起，阻止了陽極反應。電化學保護法4根據腐蝕電池原理，強制使鋼筋成為原電池陰極而受到保護不發生銹蝕的一種防銹技術。三、混凝土鋼筋銹蝕維修北京北四環健翔橋防撞墩修復案例健翔橋是北京北四環換乘道路上的一座主要的橋梁，該橋自從開始使用到現在一直飽受汽車尾氣中SO2等有害氣體、冬天化雪用的化雪鹽中含有大量的Cl-等有害離子的侵蝕，致使該橋的防撞墩出現了大量的鋼筋銹蝕、保護層開裂等不同程度的破壞。三、混凝土鋼筋銹蝕維修材料鋼筋保護劑MucisSteelProtection表面型遷移性阻銹劑MuCismia200修補砂漿MuCisBS39混凝土表面加強防水劑TECNO