大气环境下锈蚀对钢筋混凝土结构可靠度的影响

大气环境下锈蚀对钢筋混凝土结构可靠度的影响

孔繁义

青海亿远建设工程有限公司青海西宁810000

摘要：在我国的建筑恒业中，钢筋混凝土是重要的原材料之一。因为钢筋混凝土具有较高的强度，因而具有一定的抗拉性和抗压性，较为耐用，因此，被广泛应用与建筑行业中。然而，在大气环境下，钢筋混凝土会发生锈蚀现象，其内部的结构发生变化，进而引发性能的改变，大气环境下的锈蚀对钢筋与混凝土之间的黏贴程度也有影响，严重影响了建筑的安全性。因此，为防止大气环境下锈蚀对钢筋混凝土结构可靠度的影响，我们应加强钢筋混凝土的保护，提高其防护能力。

关键词：锈蚀；钢筋混凝土；结构；可靠性

由于钢筋混凝土的锈蚀对于其耐用性产生了巨大的影响，对于整个建筑行业来说，对钢筋混凝土的锈蚀进行研究一直都是一个重要的内容。我国的经济发展较为迅速，高铁工程、公路建设、隧道建设等等都离不开钢筋混凝土。因此，解决其在大气环境下锈蚀的问题就显得尤为重要。我们应加强对钢筋混凝土的保护，尽量防止其受到大气环境腐蚀，促进钢筋混凝土的耐用程度的发展，从而为社会的发展和经济的增长做出贡献。

一、大气环境下锈蚀对钢筋混凝土结构可靠度的理论综述

钢筋锈蚀是一个比较普遍，并且严重威胁结构安全性、耐久性的问题。它在影响结构物耐久性因素中，占据主导地位。钢筋锈蚀是造成钢筋混凝土桥梁耐久性损伤的最主要和最直接因素，也是混凝土桥梁耐久性破坏的主要形式之一。钢筋锈蚀对桥梁结构的破坏分为三个时期：前期是钢筋表面局部锈蚀出现锈斑、锈片等；中期是钢筋整个表面锈蚀，并产生膨胀，与保护层脱离，发生层裂；后期表现为钢筋铁锈进一步膨胀，混凝土本身发生破坏，出现顺筋胀裂，混凝土脱离，直至钢筋不断锈蚀，有效截面不断减小，桥梁结构承载力不断下降，钢筋混凝土构件丧失基本承载能力。

我们在描述结构的某种能力的时候，一般依靠可靠性和可靠度这两种不同指标。而在我国相关文件中已经对结构的可靠性作出了较为完整的阐述，结构的可靠性就是指在所规定的一定时间和条件下，我们对于某种功能所期望能够完成的能力。通常情况下，我们利用数理统计给出一个可靠性的指标，并使得该结构在所给出的指标范围内实施达到我们对某种功能所期望的要求。所谓规定的时间，就是基准期的设计，在进行分析结构可靠性时，极限方程中能够对结构功能产生影响的各种变量和时间关系相对应的时间参数。而所谓规定的条件，就是指在结构设计、施工以及正常使用时的正常条件。

二、大气环境下钢筋锈蚀对钢筋混凝土桥梁耐久性的影响

钢筋锈蚀的直接结果是钢筋的截面积减少，不均匀锈蚀导致钢筋表面凹凸不平，产生应力集中现象，使钢筋的力学性能退化，如强度降低、脆性增大、延性变差，导致构件承载力降低。

（一）锈蚀后钢筋的力学性能

锈蚀钢筋抗力的降低直接影响服役结构和构件的承载能力，严重时可能造成结构提前失效甚至倒塌。沿钢筋长度发生均匀锈蚀时，钢筋的失重率近似等于钢筋的截面面积损失率，钢筋所能抵抗的极限拉力的降低与钢筋截面面积锈损率基本成正比，此时，可以简单地用锈损钢筋的实际截面面积乘以未锈钢筋的极限抗拉强度获得锈蚀钢筋的极限抗拉能力。

（二）钢筋锈蚀后对钢筋与混凝土协同工作性能的影响

钢筋锈蚀后,钢筋与混凝土之间的粘结锚固性能降低。试验研究结果表明,锈蚀钢筋混凝土主梁抗弯承载力试验值小于只考虑锈蚀后钢筋截面积减小、屈服强度降低计算得到的抗弯承载力值,说明钢筋和混凝土的粘结强度降低也是锈蚀钢筋混凝土梁抗弯承载力降低的主要影响因素之一。对受拉钢筋必须乘以协同工作系数,以考虑粘结退化对钢筋混凝土梁抗弯承载力的影响。理论上,考虑粘结强度降低的影响,锈蚀钢筋混凝土梁抗弯承载力应介于未锈蚀构件和无粘结构件之间,相同条件下无粘结受弯构件承载力约为正常构件的70%～80%左右,那么kb则应处于0.7～1之间。

三、提高钢筋混凝土结构可靠度的具体措施

（一）提升混凝土表层的渗水性，巧妙使用钢筋阻锈剂

混凝土表层是阻拦氯离子进入的重要防线，处理好混凝土的表层和提高混凝土的基本性能不仅方便，简单有效。目前有三汇总方式来改善混凝土表层的特性。第一种是侵入型涂料，第二种是混凝土表层脱水处理，第三种是混凝土涂层。阻锈剂就是延缓或者阻止混凝土中的钢筋发生腐蚀的缓蚀剂。处在恶劣环境中的钢筋想要预防和控制腐蚀，就要在混凝土拌合的时候加入适量的阻锈剂，阻锈剂是预防钢筋腐蚀的有效方法。阻锈剂是通过控制钢筋界面发生阴极和阳极反应，来达到钢筋免受腐蚀的主要目的。

（二）对钢筋、混凝土进行防护。

对钢筋进行保护。一是开发钢筋新品种，如在钢材中加入微量元素，从而提高其防锈蚀能力；二是给钢筋涂覆保护层，如镀锌、涂覆环氧层、特种涂料或特种漆等，能有效防护有害介质的侵入。对混凝土进行防护。第一，可以在混凝土表面涂刷防水膜，能隔断含有氯离子的水、汽侵入混凝土中对钢筋造成腐蚀；第二，对混凝土结构用聚合物浸渍，填充已硬化混凝土的一些孔隙，使混凝土变为高强、耐久，而且几乎不透水；亦可用聚合物混凝土或乳液改性混凝土做构件的覆盖层，不仅有较好的力学性能和耐久性，其隔离性也很强。

（三）提高混凝土保护层的自身质量，采用混凝土浇捣

通过严格控制材料配比或工艺因素，提高混凝土的密实性保证足够的碱等等，是最常用的提高质量措施。有足够厚度的混凝土保护层，在通常条件下，对结构均能起到一定的保护，但在环境腐蚀性强或结构质量得不到保障的情况下，其耐久性仍然是个问题，还应必须采取其它保护措施，才能确保其耐久性和安全性。对结构每一部健混凝土都要制定严密的浇筑计划，明确浇筑的每层厚度、次序、方向；无论纵向、横向，前批混凝土初凝前，后批混凝土要开始浇筑；混凝土拌实践不但影响混凝土浇筑速度，也是影响混凝土均质性的一个最为关键的因素。

四、总结

通过对钢筋混凝土在大气环境下锈蚀的原因以及影响的论述，损伤条件下钢筋混凝土可靠度基础理念的把握，以及对钢筋混凝土可靠度范例的图题计算，我们对损伤条件下钢筋混凝土结构可靠度有了很大程度上的认知，在其基础之上进行科学的判定，才是我们对此研究的真正目的，也是我们以此增强我国现代化建筑质量取胜的重要手段。

参考文献

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