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沿海城市海砂混凝土问题及对策(一)

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沿海城市海砂混凝土问题及对策(一)

发布日期:2020-07-29 作者:小智 点击:

今天智稳软件为大家带来《沿海城市海砂混凝土问题及对策》,今天的主要内容是,海砂使用现状和原因和质量对结构的危害。

 

随着经济的飞速发展,近年来,作为混凝土细骨料的砂子用量特别巨大,受河砂资源减少的影响,在沿海某些地区相继出现河砂短缺、滥用海砂的现象。海砂作为建筑用砂一方面可以缓解河砂短缺局面、避免过度开采河砂带来的生态环境问题,另一方面由于海砂中所含的氯离子腐蚀钢筋,引起严重的钢筋腐蚀,导致混凝土结构耐久性的急剧下降。滥用海砂已经引发了“海砂屋”等严重工程事故。工程界已充分认识到了海砂混凝土结构耐久性研究的重要性和迫切性,指出滥用海砂其害无穷。因此提出建筑用海砂处理方法和管理措施,是目前沿海地区海砂使用管理的当务之急。

 

沿海地区海砂使用现状和原因

淡化海砂在我国《建筑用砂》标准(GB/T14684-2001)未颁布之前,并不是规范内的建筑用砂。我国相关国家标准、行业标准中,对于混凝土中Cl-限量规定也不完全相同,有的甚至没有明确规定。近年来,我国有关规程规定,对于普通钢筋混凝土,海砂的盐含量应低于0.06%,预应力混凝土,应低于0.02%。但没有规定含盐量超标后的技术措施,也即不允许使用超标海砂。随着经济建设的发展,沿海地区对河砂的需求量不断扩大,沿海地区的不合理利用海砂资源埋下了较大的不确定因素。

 

海砂质量及对结构的危害

混凝土中钢筋锈蚀是一电化学过程,它是海砂混凝土结构耐久性破坏的主要形式之一,究其主要原因为氯离子的侵入。但是,应强调钢筋锈蚀在不含氯离子的条件下也可能发生,如混凝土碳化导致的锈蚀,只不过氯离子引起的锈蚀更为普遍。目前,已有三种理论用于解释氯离子对钢筋锈蚀的影响作用,包括氧化膜理论、吸附理论和过渡络合理论,工程上常用的是氧化膜理论。即认为钢筋表面氧化膜(钝化膜)对钢筋锈蚀起保护作用。然而,当二氧化碳、水汽和氯离子等有害物质进入到混凝土内部后,混凝土碱度降低,钝化膜被破坏,此处钢筋表面发生电化学腐蚀形成蚀坑以及锈蚀产物。一般认为:混凝土液相中浓度比Cl-/OH-=0.61是钢筋锈蚀“临界值”。而且钢筋腐蚀速度与海砂带入的Cl-总量成正比关系。即海砂含盐量越高,其腐蚀破坏出现就越早、发展就越快。钢筋位置溶液中游离氯离子浓度越大,其对钝化膜的破坏作用越大,钢筋锈蚀速度也越快。大量试验进一步验证了海砂的氯离子含量越高,钢筋锈蚀越严重、锈蚀速度越快。试验结果还表明:未淡化海砂混凝土中的钢筋一般不会很快发生严重锈蚀,而是一个长期的内部迁移的过程;

 

有关研究表明,虽然海砂中少量的氯化物对混凝土有一定的早强效果,即氯离子可与水泥水解后的Ca(OH)2起反应生成CaCl2,:

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但若在混凝土的液相中,Cl-/OH-的浓度比值>0.61,那么钢筋就开始锈蚀,而且腐蚀速度与海砂中Cl-的含量成正比关系,也就是说海砂含盐量越高,钢筋的腐蚀破坏就出现得越早,发展也就越快。混凝土中的钢筋一般在潮湿的环境中(特别是卫生间、厨房中)可以长期不锈,这是由于一般混凝土中的液相PH值可达12.513.5,钢筋在这种高碱的环境中能形成一道薄薄的纳米级的钝化膜,这一钝化膜使得钢筋内部无法形成腐蚀电流。但若氯离子含量超标时,氯化物就会破坏钝化膜。在这种破坏中氯离子单纯地起催化腐蚀作用,也就是说在催化过程中,氯离子本身并不消耗。因而钝化膜被破坏后,钢筋就开始锈蚀,钢筋锈蚀后,其体积可膨胀24,钢筋向四周膨,当锈蚀膨胀力达到某一数值时,混凝土表面将开裂,而表面开裂又会进一步加剧结构中钢筋的锈蚀。最后钢筋挤压混凝土保护层,使之达到极限拉应变而致结构破坏,乃至整个建筑物倒塌。

 

以上就是智稳软件为大家带来的全部内容了,希望大家能够喜欢。


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