钢筋混凝土结构的腐蚀与加固

２００１年第４期总第１０２期钢筋混凝土结构的腐蚀与加固一４９一钢筋混凝土结构的腐蚀与加固天津天铁冶金集团有限公司付晓斌［　　　　摘要」以天津天铁冶金集团有限公司受腐蚀比较严重的铸铁机钢筋混凝土框架为例，分析了其腐蚀的原因和机理，介绍了对其采取的加固方法并提出了一些防腐蚀的措施。关键词混凝土钢筋介质　　　　腐蚀加固措施Ｃｏｒｒｏｓｉｏｎ　ａｎｄ　Ｒｅｉｎｆｏｒｃｅｍｅｎｔ　ｏｆ　Ｒｅｉｎｆｏｒｃｅｄ　Ｃｏｎｃｒｅｔｅ　ＳｔｒｕｃｔｕｒｅＴｉａｎｊｉｎ　Ｔｉａｎｔｉｅ　Ｍｅｔａｌｌｕｒｇｉｃａｌ　Ｇｒｏｕｐ　Ｃｏ．，Ｌｔｄ　　　Ｆｕ　ＸｉａｏｂｉｎＡｂｓ　　　　ｔｒａｃｔ　Ｔａｋｉｎｇ　ｔｈｅ　ｓｅｒｉｏｕｓｌｙ　ｃｏｒｒｏｄｅｄ　ｒｅｉｎｆｏｒｃｅｄ　ｃｏｎｃｒｅｔｅ　ｆｒａｍｅ　ｏｆ　ｉｏｒｎ　ｃａｓｔｉｎｇ　ｍａｃｈｉｎｅ　ｉｎ　Ｔｉａｎｔｉｅ　Ｍｅｔａｌｌｕｒｇｉｃａｌ　Ｇｒｏｕｐｆｏｒ　ｅｘａｍｐｌｅ，ｔｈｅ　ｐａｐｅｒ　ａｎａｌｙｓｅｓ　ｔｈｅ　ｃｏｒｏｒｓｉｏｎ　ｒｅａｓｏｎ　ａｎｄ　ｍｅｃｈａｎｉｓｍ　ａｎｄ　ｉｎｔｒｏｄｕｃｅｓ　ｔｈｅ　ｒｅｉｎｆｏｒｃｅｍｅｎｔ　ｍｅｔｈｏｄ　ａｎｄ　ｔｈｅ　ｐｒｅ－ｖｅｎｔｉｏｎ　ｍｅａｓｕｒｅｓ　ｉｓｐｕｔ　ｆｏｒｔｈ．ｅ　　ｒｅｉｎｆｏｒｃｅｄ　ｂａｒ　　ｍｅｄｉｕｍ　　ｃｏｒｒｏｓｉｏｎ　　ｒｅｉｎｆｏｒｃｅｍｅｎｔ　　ｍｅａｓｕｒｅＫｅｙ　ｗｏｒｄｓｃｏｎｃｒｅｔ前言天津天铁冶金集团有限公司（以下简称天铁）自　　　　中，钢筋混凝土构件周围温度较高，而且长期受到冷却水的冲淋。３腐蚀机理１９６９年建厂以来，厂区内部分钢筋混凝土结构经过多年的使用，出现不同程度的腐蚀现象，已影响到生产正混凝土是水泥为胶结材料，含砂子和石子的混合　　　　常使用，采取有效的方法、进行维护加固势在必行。因厂区较大，不同的区域自然条件、生产介质不同，造成钢筋混凝土结构腐蚀的原因和机理也不尽相同。本文着重以受腐蚀比较严重的铸铁机钢筋混凝土框架为例，对其腐蚀情况和加固进行介绍。１腐蚀的状况铸铁机钢筋混凝土框架所处外界环境恶劣，部分　　　　构件腐蚀已相当严重。混凝土保护层沿配筋方向开裂，有的成片剥落，钢筋外露，锈蚀严重。经检测混凝土腐蚀深度平均为２５　ｍｍ一３０　ｍｍ，个别地方达到５０ｍｍ，梁、柱截面积损失率达２０％一３０％；钢筋腐蚀深度平均为２　ｎｕｎ一３　ｍｍ，铸铁机机尾区域混凝土构件的部分主筋截面积仅剩一半，个别甚至锈断，其承载能力严重下降。２腐蚀的原因铸铁机所在位置，　　　　东边为焦化分厂，焦化分厂在生物，就其物理本质来说，是一种多孔材料，并且存在一些微观、宏观的裂纹。由于混凝土的这些特性，使空气中的Ｓ０２．　Ｈ２　Ｓ等酸性介质渗人混凝土中，发生“中和”化学反应，ＨＺ　　　　　　　　　　　Ｓ０３＋　Ｃａ（ＯＨ）：二ＣａＳＯ３＋２Ｈ必Ｈｚ　　　　　　　　　　　Ｓ０４＋　Ｃａ（ＯＨ）：二ＣａＳＯ４＋　２Ｈ必一方面生成的石膏和进一步反应生成的硫铝酸　　　　钙，体积增大约２一２．５倍，使混凝土发生膨胀破坏。另一方面使混凝土的碱度降低，而混凝土的高碱度是保护钢筋不锈蚀的最重要的条件。当混凝土的ＰＨ值小于“临界值”１１．５时，对钢筋的保护作用开始逐渐减弱，钢筋表面已经生成的一层致密钝化膜逐渐被破坏。在有水和氧气的条件下，钢筋开始发生腐蚀，生成疏松的、易剥落的沉积物—铁锈（Ｆｅｅ　０３，　Ｆｅ３　０４，Ｈ　ｚ０），铁锈的体积要比被腐蚀掉的金属体积大３一４倍，大量铁锈的生成导致了混凝土保护层沿钢筋纵向开裂，而这种开裂的发生，使腐蚀介质更容易到达钢筋表面，再加上铸铁机周围外界环境中空气温度较高、湿度较大和冷却水的冲淋，使钢筋的腐蚀速度加快，混凝产过程中，散发和排出的介质，有悬浮颗粒物、焦粉和煤粉、Ｓ０２，Ｈ２　Ｓ，ＮＨ３，ＣＯ等，其中Ｓ０２．Ｈ２Ｓ气体，对建筑物的腐蚀有一定的影响。另外，铸铁机生产运行过程其它万方数据一５０一天津冶金　　ＴＩＡＮＪＩＮ　ＭＥＴＡＬＬＵＲＧＹ２００１年第４期Ｊ急第１０２期土裂缝加大，直至混凝土剥落，最后导致构件的承载能力和安全使用性能降低。４加固处理方法在框架梁与柱相交处的钢柱上设置牛腿（见图　　　　　　　　对腐蚀不太严重的铸铁机机头区域的钢筋混凝土梁、柱、板进行了简单处理，即将其表面清理干净，然后压抹水泥砂浆（水泥：砂＝１：２．５）０　　　　对腐蚀严重的铸铁机机尾区域，由于建筑物已处于危险状态，施工中还要对混凝土构件进行处理，安全得不到保证。因此，采用劲性柱托梁加固处理方法。主要采用了由四肢角钢组成格构式的钢柱（见图１）０代替原有被严重腐蚀的钢筋混凝土柱承重，使原有柱卸载，并保证原混凝土柱身在施工中不被损坏。格构式钢柱的承载力设计时考虑原建筑物在卸载后的荷重、施工荷载等组合后的总外力，即卸载后组合的总外力小于格构式钢柱的承载力。因此，在施工前必须先进行卸载，即把各平台上允许拆除的设备、备用设备及堆放的杂物一律移走，这样使格构式钢柱在施工期间担负的荷载最小，以节省钢材。１），而且牛腿必须于梁底面贴紧焊好，以保证梁与柱节点的固定和梁荷载的传递。劲性柱安装完毕并牢靠固定后，在柱上焊０６＠　　　　２５０钢筋，便于与混凝土连接。然后，对原有的混凝土柱进行表面清理凿毛，钢筋除锈，除掉将要脱落的混凝土块等，最后每边浇灌１０４　ｍｍ厚的Ｃ３０混凝土。钢柱脚采用长条板与靴梁组成，通过底板直接传力给基础，再浇灌混凝土与原有的基础构成一个整体。对原有的钢筋混凝土梁采用外包钢筋混凝土（　　　　见图２）０６＠２００　ｘ　２００钢筋网Ｃ３０钢筋混凝土一次抹光图２钡１　　　　部６０　ｒｎｍ厚，底部１００　ｍｍ厚，梁内钢筋焊于两新浇灌混凝土端的钢牛腿中间板上。楼板上铺０６　　　　　＠　２００　ｘ　２００钢筋网，浇注４０　ｍｍ厚的混凝土进行加固修补。（见图２）考虑到周围环境，对钢结构和混凝土结构表面进　　　　行了涂刷沥青漆等防腐处理。４００　ｘ　１６＠ＲＸＸ）５预防措施图１５．１在对位于恶劣环境中的钢筋混凝土建（构）筑物设计时，应适当加大钢筋的保护层厚度。５．２严禁使用含有硫酸盐和氯化物等有害物质的生产用循环水和污水搅拌混凝土。其它万方数据２００１年第４期总第１０２期钢筋混凝土结构的腐蚀与加固一５１一５．３在施工中要采取科学有效的各种措施，如合理设计混凝土配合比、降低水灰比、仔细选择骨料、施工方法等，确保混凝土的施工质量，最大限度地提高混凝土的密实度，增强混凝土的抗腐蚀能力。５．４严格控制外加剂在混凝土中的添加量，特别在对含氯盐的早强、防冻剂的使用时，要按限量规定执行，对于普通混凝土：ＣＬ总量不超过水泥重量的０．１０％．５．５在混凝土内部，可实施限制、抵抗有害离子破坏作用的措施，如使用钢筋阻锈剂、阴极保护、环氧涂层钢筋等。６结论旦出现，发展就较快，严重影响结构的正常使用，而且加固处理时难度又较大。因此，在对待钢筋混凝土腐蚀这一问题时，应从早人手，采取一些切实可行的有效措施加以预防是首选之策。但在含有腐蚀性介质的大气环境中，腐蚀过程是一个相当复杂的物理化学过程，这一问题有待在工作中进一步研究、探索。（收稿２００１－４－２３责编苗龙军）作者简介　　　　冶金企业的建筑物和构筑物经常要遭受到含有腐蚀性介质的大气腐蚀，而且钢筋混凝土结构的腐蚀一付晓斌，男，　　　　工程师。１９９１年７月毕业于天津城市建设学院工业与民用建筑专业主要从事建筑工程技术管理工作。－０１｝乡色‘鱼绝Ｗ色动肠ｔ乙ｔ乙ｔ肠色班劝乡谈肠鱼！｝Ｓ乡ｌ肠ｔ乙咙乡谈肠色　　！，．泛｝．确翻Ｓ１｝，ｗｔ｝．＋ｔ乙ｔ＋，确肠｝吧戒！＋ｔ肠＂．ｗ１卫４匆巴．致！ｎｔ肠致动卫舀ｔＧｗｔ乡泛班．＋ｔ１ｉ砍Ｃ汤ｔ肠＂．ｗｋ肠处ｗ绝４绝匕必感森林蔬菜风ｉｆｊ　Ｖ．森林蔬菜亦称山野菜，是目前风行世界的五类健康食品之一。森林蔬菜生长在自然状态下的林间、山野、溪　　　　边，具有鲜嫩、清醇、芳香、无污染等特点，是难得的绿色食品。森林蔬菜的营养成分大多高于人工栽培的蔬菜，尤其是维生素和无机盐含量方面最为突出。不少野菜含有多种氨基酸，如苦菜中含有１７种氨基酸，其中８种是人体必需的。这是其它栽培蔬菜所不及的。我国森林蔬菜资源丰富、　　　　种类多、分布广。按其食用部位可分为叶菜、茎菜、根菜、果菜、花菜、菌菜等类。森林蔬菜种类纷呈，食法多样。既作主料，又可作配料，炒、煮、拌、烧皆可成为可口的“野味”。家常菜谱中的“葬菜炒鸡丝”、“苦菜什锦汤”、“蔽菜炒蛋”等，风味各异、常食不厌。野菜一经巧手烹制，还能成为席上名菜，如湘菜中的“黎篙炒腊肉”、苏菜中的“拌马兰”、浙菜中的“西湖药菜汤”等，鲜美诱人，为美食家所津津乐道。不少野菜可用来做馅，如风味名点中有江浙的“葬菜春卷”、安徽的“葬菜汤圆”等，风味别致，诱人馋涎。森林蔬菜不仅营养丰富，　　　　而且有很高的药用价值。如马齿觅可治疗细菌性痢疾、肠炎、疖毒、蛇咬等症；蒲公英是肝炎、糖尿病人的佳肴；莽菜有清热解毒、利尿止血、软坚散结的功效；旅菜能清热、滑肠、降气、化痰；苦菜有清热、凉血、解毒的作用。有些野菜还具有特殊的药用价值。如食用菌可用于防治高血压、癌症，并可用于减肥；银耳能增强肌体的免疫功能和具有抗癌功效；地耳中所含的丰富的粗纤维素有促进胆固醇在肠道的代谢作用。森林蔬菜大多无胆固醇，清明前后采食其嫩茎叶，可对身体作天然调理，常食能使肌肤洁白。但采集时应有行家指点，以免良芬不分，误食有毒植物。绿色环保其它万方数据