文档介绍：1
混凝土结构耐久性
Durability of Concrete Structure
吴 海 军 博士、教授
重庆交通大学土木工程学院
2016年4月22日
重庆交通大学土木工程学院
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第9章 混凝土中钢筋的腐蚀
钢筋腐蚀机理、阀值、预测模型、锈蚀检测
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第9章 混凝土中钢筋的腐蚀
9. 1 混凝土中钢筋锈蚀机理
钢筋锈蚀的临界阀值
钢筋锈蚀率预测模型
9. 4 钢筋锈蚀的检测与原位监测
9. 5 钢筋锈蚀表征和力学性能
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混凝土中钢筋锈蚀
美国 每年仅因除冰盐造成的钢混桥梁腐蚀
～100亿美元
英国 每年用于腐蚀造成钢混桥梁损伤的修
复费用高达200亿英镑
日本 ％的钢混桥梁损坏是由钢筋
腐蚀引起
中国 2002年底仅公路危桥即已达9597座，
每年实际维修费用为38亿元；
钢混铁路桥梁为37000多座，其中20％
钢筋腐蚀的危害之大和日益加剧的严重态势存在钢筋腐蚀问题
大大出乎人们的意料！
钢混结构钢筋腐蚀正引起全世界高度关注！
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钢筋锈蚀已成为混凝土结构耐久性破坏中的首要因素。
1985年，美国各类腐蚀引起损失达1680亿美元，钢筋锈蚀
占40%左右；
九十年代初，
坏而限载通车的公路桥占1/4，其中已经不能通车的占1%（约
5000座），仅维修费高达900亿美元。
我国交通部门于1980年对华南地区18座码头调查的结果发
现：80%以上在使用不到20年间就出现了严重或较严重的钢筋
锈蚀破坏；
北方地区，北京西直门旧立交桥仅运行18年就拆除重建，
沈阳文化路大立交桥使用13年后因钢筋锈蚀严重破坏，哈大公
路，在建成5年后混凝土出现严重的顺筋胀裂和剥落。
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影响结构物寿命的第一大因素。
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9. 1 混凝土中钢筋锈蚀机理 8
钢筋混凝土中钢筋锈蚀主要是电化学锈蚀。
钢筋在水泥的水化反应作用下会在表面产生
一层钝化膜，使钢筋与有害成分隔绝，保护混
锈
蚀 凝土中的钢筋不受侵蚀。
机
但当混凝土的碱性降低或碱性化合物碳化或
理
Cl-侵入混凝土 ,钝化膜将遭到破坏 ,在有水和
氧气的条件下 ,就会发生锈蚀。
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9. 1 混凝土中钢筋锈蚀机理 9
碳化引起混凝土中钢筋锈蚀机理
碳化(或H2SO4等引起的其他中性化)使孔溶液
中的Ca(OH) 2含量逐渐减少，pH值逐渐下降；
，钝化膜不再稳定；
当pH值降至9~10时，钝化膜的作用完全被破坏；
，钢筋处于脱钝状态，锈蚀
就有条件（氧气、水分）发生了；
由于部分碳化区的存在，钢筋经历了从钝化状
基经逐步脱钝转化为完全脱钝状态的过程。
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混凝土中性化导致锈蚀（pH≤10）
Ca(OH)2+CO2→CaCO3↓+H2O
(氢氧化钙)
3CaO•2SiO2 •3H2O+CO2 → 3CaCO3+2SiO2+3H2O
(水化硅酸钙)