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混凝土中钢筋阻锈剂的应用
世人注目的钢筋腐蚀危害
以往有资料报DAO,美国腐蚀损失的 40 %与混凝土中钢筋腐蚀相关。近期,
美国腐蚀工程师学会 (NACE) 发布的数据表明,美国每年的总腐蚀损失已达
3000 亿美元,占国民生产总值 (GDP) 的 4.2 %。另有报dao指明,以基础设施为
主的钢筋腐蚀破坏,其年经济SUN失达 1500 亿美元 (占总腐蚀损失的 50 %、占
GDP 的 2 %)。单就桥梁而言,美国 60 万座桥中,已经有 40 %承载力不足,
年修复费高达 2000 亿美元。美国技术评估weiyuanhui确认,为维持一座桥, 40 年
内总的修复费,已经相当于四座桥的初建费用 !
美国因钢筋腐蚀破坏所造成的损失,已经成为一个重大经济问题,引起朝野
的**和高度重视。另外,英国每年基础设施的修复费为 55 亿英镑,澳大利亚
的年腐蚀损失为 250 亿美元特别指明主要部分是钢筋腐蚀造成的。欧洲、亚
洲、中东等地区,有大量钢筋腐蚀破坏的报dao。实际上,钢筋腐蚀破坏已经成为
世界性问题。在混凝土耐久性国际会议上,在众多影响混凝土耐久性的因素之中,
钢筋腐蚀被排在**位。在经济sun失方面,一些国家也确实吃了大亏。这是我们
的一面镜子。
引起钢筋腐蚀的因素虽然是多方面的,但就世界大量钢筋混凝土结构破坏的
事例表明,氯盐可称作为主要“元凶”。氯盐主要来源于道路化冰盐和海洋环境。
凡是冬季大量使用化冰盐和海岸线长的国家和地区,以基础设施为主的钢筋腐蚀
破坏就特别**。
中国是海岸线长的国家,内陆还有大范围的盐碱地,更值得注意的是,中国
广大北方地区正在大量使用氯盐作为化冰盐。此外,中国工业建筑中的钢筋腐蚀
比国外明显严重。基础设施是国家的经济命脉,又与人民生活休戚相关。在中国,
以基础设施为主的钢筋腐蚀破坏,已经造成很大的危害,而未来潜在的威胁更是
不可低估的。就“撒盐”的危害而言,中国北方地区,一方面“撒盐”逐年大幅
度增加,另一方面又不采取防护措施,以北京为例,1991 年撤盐 400 吨,2001
年撒盐约 3000 吨,但桥梁设计规范中却没有防盐腐蚀措施的规定。使用不满 20
年的西直门立交桥,钢筋腐蚀破坏严重(已重建),东直门桥钢筋腐蚀明显(已
修复加固) ,三元桥等也有钢筋腐蚀迹象。据悉,天津等市内立交桥也有同类
情况发生。就海洋环境腐蚀而言,中国的海港码头、滨海设施、水工工程,更是
有大量钢筋腐蚀破坏的事例,大多达不到设计寿命的要求。大量修复工程已经或
正在进行,可惜没有经济SUN失的统计数据。参照国外资料,按占 GDP 的 1 ~ 2 %
计算,中国与钢筋腐蚀有关的经济SUN失 (2000 年计) ,约为 900 ~ 1800 亿
元 (此推算数据仅供参考) ,这应该是个惊人的数字。中国正在进行大规模的
基础设施建设,在钢筋腐蚀危害方面,我们自己的经验教训应该认真总结,国外
的经验教训更值得认真吸取,避免重走“吃大亏”的老路。
对于以基础设施为主的钢筋腐蚀破坏,美国在总结经验教训的基础上,提出
了“以防为主”的战略,即在腐蚀环境中的建设工程,必须采取防腐蚀措施。另
外,在工程建设中,全面实施“全寿命经济分析”法,一方面明确“寿命期”内
的经济责任,另一方面在保证设计寿命的基础上,初建费加维护费要做到技术、
经济合理 (用四座桥的费用维护一座桥显然是较不合理的)。“全寿命经济分
析”法曾有如以下例举:氯盐环境,钢筋混凝土桥设计寿命为 40 年,采用加钢
筋阻锈剂作为预先防护措施,其附加费用为每平米 5 . 40 美元。若前期不采
取防护措施,则 15 年开始修复,寿命周期 40 年内累积费用达每平米为 108 ~
161 美元 (20 多倍)。可见主张前期采取防护措施,具有十分重大的意义和长
远的经济效益。
为保证工程质量和结构物的耐久性,中国发布了《建设工程质量管理条例》
。规定设计单位要“注名工程合理使用年限”,工程承
包单位,对于基础设施的保修期限为“该工程的合理使用年限”。中国**用政
令确立工程质量与使用寿命的“责任制”。其意义是重大而深远的。势必也对钢
筋腐蚀危害的治理起到巨大推动作用。
防止钢筋腐蚀的技术措施
可归纳为两大类。其一是提高混凝土自身的防护能力,如高性能混凝土;其
二被称作“附加措施”,主要包括:混凝土外涂层、特种钢筋 (如环氧涂层钢
筋、不锈钢钢筋等) 、阴极保护及钢筋阻锈剂。作为耐久性措施,美国混凝土
学会 (ACI) 确认,涂层以外的上述三种措施,能达到长期有效的防护目的。此
三种措施各有特点与利弊,而在提高混凝土密实性的基础上,掺用钢筋阻锈剂,
是较通常使用的方法,而且是较简单、经济和效果好的技术措施。因此,钢筋阻
锈剂的研究与工程应用,得到了十分迅速的发展。有统计表明, 1993 年,全世
界约有 2000 万 m 3 的混凝土使用了钢筋阻锈剂,而到了 1998 年,至少有 5
亿 m 3 的混凝土使用了钢筋阻锈剂 (5 年增长 20 多倍 !) ,可见发展趋势之
迅猛。以下介绍钢筋阻锈剂的性能、工程应用等情况。
1首先,合理选择结构方案,相同的建筑要求应用不同的结构方案也会产生不同的建筑效果与质量效果,所以,设计过程中结构方案的合理选择十分重要,较基本的要**结构构件设计之间的合理性,使结构的性能与承载能力处于较佳状态,而且结构设计应实现较简化的受力过程,增强结构低于风险的能力,尤其是高层建筑的结构功能目的上,它是处为满足学生使用的、并不很大的单一空间,平面大小“与日本传统寺庙的祭祀厅相当”[3],结构净空约在两人高,此空下面从现代主义建筑耳熟能详的“形式-功能”观出发作一分析。间尺度非常地日本传统且宜人(图7)。设计上,要重点强化结构的抗震性能。
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