橋梁的墩柱基礎(chǔ)腐蝕機(jī)理是什么？

南通歐尼特新材料科技有限公司2024-12-26

混凝土是一種多孔材料,孔內(nèi)含有強(qiáng)堿性物質(zhì)構(gòu)成的電解質(zhì).鋼筋通常是由這種電解質(zhì)所產(chǎn)生的稠密而均勻的鈍化氧化物膜所保護(hù).混凝土的碳化\外界環(huán)境中的氯鹽侵蝕等都會導(dǎo)致鈍化膜保護(hù)層的破壞.此時將會在腐蝕鋼筋和鈍化鋼筋之間形成宏電池,與化學(xué)中的原電池原理基本相同,已腐蝕的鋼筋則類似原電池的陽極,陽極過程為鐵的氧化過程,會釋放金屬相中的電子,生成二價鐵離子(Fe—Fe2++2e);未腐蝕的鋼筋則類似原電池的陰極,陰極過程為氧的還原,消耗陽極產(chǎn)生的電子,生成的產(chǎn)物使溶液呈堿性(O2+2H2O+4e—4OH-);整個過程陽極產(chǎn)生的電子轉(zhuǎn)移到陰極,形成電流回路. 整個過程中,氯離子不構(gòu)成腐蝕產(chǎn)物,也不消耗,只作為促進(jìn)腐蝕的中間產(chǎn)物,不斷起著催化作用. 對于鋼筋混凝土橋梁來說,水中的氯離子可以通過各種傳輸方式進(jìn)入墩柱基礎(chǔ)混凝土中,然后到達(dá)鋼筋表面.混凝土中氯離子的侵入方式實(shí)際上是一個復(fù)雜的過程,其有很多種侵入方式,主要包括擴(kuò)散作用\滲透作用\毛細(xì)管作用\結(jié)合作用\吸附作用及電化學(xué)遷移等.其中擴(kuò)散作用\滲透作用\毛細(xì)管作用及電化學(xué)遷移是主要的四種方式.主要是由于環(huán)境中存在濃度差,氯離子從高濃度區(qū)域移動到低濃度區(qū)域.鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)在海洋環(huán)境下,保護(hù)層混凝土內(nèi)外區(qū)域的氯離子濃度不同,氯離子會從結(jié)構(gòu)外海水中的高濃度區(qū)域向結(jié)構(gòu)內(nèi)低濃度區(qū)域移動,特別是浪濺和潮差區(qū),當(dāng)潮落時附著在結(jié)構(gòu)上的水會蒸發(fā),鹽分會留在結(jié)構(gòu)表面,此時結(jié)構(gòu)內(nèi)外氯離子濃度差異加大,且干濕循環(huán)作用會加快氯離子的轉(zhuǎn)移速度,使得氯離子在濃度差異的環(huán)境下迅速向混凝土結(jié)構(gòu)內(nèi)部擴(kuò)散.一般擴(kuò)散作用被視為氯離子在混凝土中傳輸?shù)母饕绞?即環(huán)境中存在水壓力作用,氯離子從水壓力高的區(qū)域移動到水壓力低的區(qū)域.在海水中氯離子會因混凝土表面的水壓力不同而向混凝土內(nèi)部移動,當(dāng)混凝土表面的水壓力作用較大時,滲透作用使得氯離子迅速向混凝土內(nèi)部移動.然而,通常情況下,氯離子因滲透作用傳輸?shù)降幕炷羶?nèi)部遠(yuǎn)小于擴(kuò)散作用產(chǎn)生的影響.

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