钢筋混凝土如何产生电池原理

㈠ 钢筋混凝土耐久性的影响因素都是什么

分析钢筋混凝土耐久性的影响因素及预防对策长期以来，混凝土作为土建工程中用途最广，用量最大的建筑材料之一，在近百年的发展中，其强度不断提高。但是，在提出高强度的同时，混凝土结构的耐久性问题也愈来愈被人们所关注。 人们一直以为混凝土是非常耐久的材料，直到20世纪70年代末期，发达国家才逐渐发现原先建成的基础设施工程在一些环境下出现过早损坏。美国许多城市的混凝土基础设施工程和港口工程建成后20~30年，甚至在更短的时期内就出现劣化。 我国建设部的一项调查表明，国内大多数工业建筑物在使用25~30年后即需大修，处于严酷环境下的建筑物使用寿命仅15~20年。民用建筑和公共建筑的使用环境相对较好，一般可维持50 年以上，但室外的阳台、雨罩等露天构件的使用寿命通常仅有30~40年。桥梁、港口等基础设施工程的耐久性问题更为严重，由于钢筋的混凝土保护层过薄且密实性差，许多工程建成后几年就出现钢筋锈蚀、混凝土开裂。海港码头一般使用10年左右就因混凝土顺筋开裂和剥落，需要大修。 当前，我国的基础设施建设工程规模宏大，投入资金每年高达2万亿元人民币以上，约30~50 年后，这些工程将进入维修期，所需的维修费或重建费用将更为巨大。有专家估计，我国“大干”基础设施工程建设的高潮还可延续20年，由于忽视耐久性问题，迎接我们的还会有“大修”20 年的高潮，这个高潮可能不用很久就将到来，其耗费将倍增于当初这些工程施工建设时的投资。因此，提高混凝土耐久性，延长工程使用寿命，尽量减少维修重建费用是建筑行业实施可持续发展战略的关键。 1 影响钢筋混凝土耐久性的因素及其破坏机理 1.1 混凝土耐久性的概念 混凝土耐久性是指混凝土在设计寿命周期内，在正常维护下，必须保持适合于使用，而不需要进行维修加固，即指混凝土在抵抗周围环境中各种物理和化学作用下，仍能保持原有性能的能力。混凝土工程的耐久性与工程的使用寿命相联系，是使用期内结构保持正常功能的能力，这一正常功能不仅仅包括结构的安全性，而且更多地体现在适用性上。混凝土耐久性主要包括以下几方面：一是抗渗性。即指混凝土抵抗水、油等液体在压力作用下渗透的性能。抗渗性对混凝土的耐久性起着重要的作用，因为抗渗性控制着水分渗入的速率，这些水可能含有侵蚀性的化合物，同时控制混凝土受热或受冷时水的移动。二是抗冻性。混凝土的抗冻性是指混凝土在饱水状态下，经受多次抵抗冻融循环作用，能保持强度和外观性的能力。在寒冷地区，尤其是在接触水又受冻的环境下的混凝土，要求具有较高的抗冻性能。三是抗侵蚀性。混凝土暴露在有化学物质的环境和介质中，有可能遭受化学侵蚀而破坏。一般的化学侵蚀有水泥浆体组分的浸出、硫酸盐侵蚀、氯化物侵蚀、碳化等。四是碱集料反应。某些

㈡ 中国耗时最长的实验，将钢筋混凝土放进海水30年，究竟有何意义

1981年，四航研究院牵头对华南沿海的18座海港码头进行了详细的码头腐蚀情况调研；调查结果显示，80%以上的码头都发生了严重或较严重的钢筋锈蚀破坏，大部分码头使用寿命不足20年，且当时海港工程的建设标准中几乎没有相关的耐久性技术指标。

可以说，这项混凝土海水实验对于中国海洋工程建设具有重要的意义。

㈢ 简述钢筋混凝土结构的工作原理

钢筋和混凝土是两种物理、力学性质完全不同的材料，能够组合在一起工作的主要原因有以下几方面。

（1）硬化后的混凝土与钢筋表面有很强的黏结力。

（2）钢筋与混凝土之间有比较接近的线膨胀系数，当温度变化时，不致产生较大的温度应力而破坏两者之间的黏结。

（3）钢筋被包裹在混凝土中间，混凝土本身对钢筋无锈蚀作用，混凝土又能很好地保护钢筋，使其免受外界的侵蚀。从而保证了钢筋混凝土构件的耐久性。

钢筋混凝土结构的特点及应用范围

（1）优点。强度高，耐久性好，耐火性好，具有可模性，就地取材，降低工程造价。

（2）缺点。自重大，费材、费工、费时，抗震、抗裂性较差，一旦损坏修复困难，施工时受季节影响较大。

（3）应用范围。由于钢筋混凝土结构具有很多优点，因此它已成为现代最主要的、应用最为普遍的结构形式之一，如一般民用建筑、公共建筑、工业厂房、市政工程、水利工程、特种结构以及桥梁工程等。

㈣ 钢筋阻锈剂的1氯离子对钢筋的锈蚀机理

在水泥水化过程中生成大量的 Ca(OH) 2 ，使混凝土孔隙中充满饱和的 Ca(OH) 2 溶液，其 pH 值大于 12。钢筋在碱性介质中，表面能生成一层稳定致密的氧化物钝化膜，使钢筋难以锈蚀。
但是，当混凝土存在 C1 — 且 C1 — /OH — 的摩尔比大于 0.6 时，即使 pH>12 ，钢筋表面的氧化物钝化膜也可能被破坏而遭受锈蚀，这是由于氯离子在这些条件下可以穿透或活化钢筋表面的氧化物保护膜，从而创造电化学腐蚀的条件。
氯离子穿透或活化氧化物保护膜，会使钢筋各部位的电极电位不同而形成局部电池，发生电化学反应：
Fe+ 2C 1 — → [FeCl 2 ] 2 —
[FeCl 2 ] 2 — － 2e → FeCl 2
FeCl 2 很容易进入溶液并发生电离：FeCl 2 → Fe 2 + + 2Cl —
于是溶液中的 Fe 2 + 和 OH — 结合成 Fe(OH) 2。Fe (OH) 2 又和溶解在水中的氧作用生成 Fe(OH) 3 ，即：
4Fe(OH) 2 +O 2 +2H 2 O → 4Fe(OH) 3
而被腐蚀。而 Cl — 却可以重新在钢筋表面起作用，周而复始地促使铁的阳极氧化过程而自身并不消耗。所以氯离子对钢筋的腐蚀作用一旦发生，就会持续地无休止地进行下去，由此可见其危害性是相当巨大的。
另外，氯离子的存在还能造成钢筋表面的局部酸化，降低 pH 值，从而进一步促进铁的阳极氧化速度；在钢筋内部存在应力或有外界电流作用时，氯离子将加剧应力或电化学腐蚀。
综合上述研究分析结果，氯离子对混凝土中的钢筋有明显的破坏作用，为防患于未然，必须严格限制钢筋混凝土中的氯离子含量，否则，其危害作用将会带来严重后果。但是，当混凝土中的氯离子含量或外界渗入混凝土中的氯离子无法人为控制时，研究和实践证明，在混凝土中掺加阻锈剂是阻止或减缓钢筋锈蚀最经济最简便而有效的措施。