为什么海砂不能用于配制钢筋混凝土?

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楼主 2019-09-11 11:58:17
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        众所周知,海砂中含有大量的氯离子。

    钢筋在水和氧气的作用下容易生锈,而包裹在钢筋周围的混凝土恰恰起到了保护钢筋免遭锈蚀的作用。制作混凝土所用的水泥,其熟料的主要成分是硅酸三钙、硅酸二钙、铝酸三钙和铁铝酸四钙。经过水化反应后,制成的混凝土的孔隙中充满了氢氧化钙的饱和溶液,其碱性相当强,实际pH值在13左右。如此强的碱性环境中,钢筋表面被氧化,形成了一层很薄但很致密的水化三氧化二铁的保护膜。这层保护膜被叫做钝化膜,它隔绝了钢筋与外界环境,使得钢筋无法接触到水和氧气,不容易再发生氧化锈蚀,起到了保护钢筋的作用。


        氯离子的活性很强,如果其浓度大到一定程度,那么就可以渗透过这层钝化膜,与钢筋发生反应,形成易溶的氯化亚铁,也就是游离的亚铁离子和氯离子。三氧化二铁的钝化膜失去了依附的内层金属,也随之溶解,钝化膜被破坏。

        一旦钝化膜被破坏,钢筋完全暴露,电化学腐蚀就开始了。铁与水和氧气发生电化学反应,生成氢氧化亚铁。如果氧气不太充足,氢氧化亚铁被最终氧化为四氧化三铁(黑锈)。如果氧气充足,氢氧化亚铁被氧化为氢氧化铁,继而脱水成为疏松多孔的三氧化二铁(红锈)。

在氯离子的不断作用下,钢筋被持续锈蚀。其带来的负面作用是多方面的:

其一,钢筋越来越细,力学性能持续下降,屈服强度和延伸率都显著下降;

其二,钢筋生锈后体积膨胀,会把周围的混凝土胀开,产生裂缝,严重的甚至会导致表面的混凝土脱落;

其三,带肋钢筋要依靠钢筋表面的月牙形肋与混凝土锚固在一起,就像螺丝钉上的螺纹一样,不容易脱落,一旦钢筋锈蚀,月牙形螺纹被腐蚀破坏,带肋钢筋变成了光滑圆柱形,锚固性能大幅降低。

先张法预应力混凝土管桩《GB13476-2009》

对细骨料氯离子含量的要求:


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