关于氯盐腐蚀与钢筋混凝土桥的破坏的问题
洪老师你好!
看过您的一篇文章: 氯盐类融雪剂已造成“盐害”,氯盐又是钢筋遭受腐蚀的主因。。。向您请教几个问题:
氯盐是怎样导致腐蚀和钢筋混凝土桥的破坏?
机理是什么?
能否写出化学方程式?
一名学生
同学你好!
你还是一名学生,就关心桥梁腐蚀等问题,这很好,值得鼓励。你提的几个问题,说起来话就长了,这里只能长话短说,随后介绍几篇文章,你可找来看一看。
氯盐通常指氯化钠、氯化钙、氯化镁、氯化钾等,常用作“化冰盐”。由于氯盐类均属于易溶盐,在水中是以“离子”形式存在的。而其中的“氯离子”,就是引起金属腐蚀的“元凶!”。
金属腐蚀是一个电化学过程(不是与金属直接起化学反应),一般不好以通常的化学方程式表达。简单说,氯离子破坏金属表面的原状态(如使其表面酸化、破坏原有钝化膜等)、形成腐蚀电池,促进电化学反应,从而使金属腐蚀破坏。
如果一座钢筋混凝土桥梁上,经常撒氯盐类类融雪剂(冬季化雪、除冰,以保证交通畅达和安全),那么,氯离子就会不断渗透到混凝土中(注意:通常的混凝土是具有可渗透性的),当混凝土中钢筋表面积累到一定氯离子浓度时(称作“临界值”),钢筋就会开始腐蚀(生锈),腐蚀的进一步发展,就会导致混凝土开裂、剥落(铁锈比铁体积大2-6倍,可产生很大的膨胀力)。这样,钢筋腐蚀、混凝土破坏的结果,会降低桥梁其力学性能(承载能力)使其过早失效乃至发生跨塌事故(国内外均有这类“盐害”经验教训,甚至是惨痛的)。
还有,氯盐类除腐蚀钢筋外,也直接破坏混凝土(比如促进混凝土的冻融破坏、促进碱集料反应等,这里不能详述),这在我国北方地区,也是重要的、常见的破坏形式。
总之,氯盐促进混凝土中钢筋腐蚀,同时也直接破坏混凝土本身。如果在桥梁上经常大量撒氯盐,这样的桥梁能够耐久、安全使用吗?因此,要认识撒盐的“两面性”(不要轻易相信那些“无害论”、“环保型”之说),在不得已使用氯盐类融雪剂时,要控制使用、尽量少用;更重要的是,对处在撒盐环境中的桥梁,要“以防为主”,事先(设计)就采取防盐腐蚀的技术措施。这一点,国内认识尚不足,需要大力宣传。这是一个与能源、资源和可持续发展想联系的问题。
以下是我的几篇有关的文章和书,可供进一步参考:
1.混凝土对钢筋的保护与钢筋腐蚀的电化学性质 工业建筑 1999.9
2 氯盐与钢筋腐蚀破坏 工业建筑 1999.10
3.混凝土中氯盐与钢筋腐蚀的几个相关问题 《工业建筑》 2003.11
4.氯盐环境混凝土耐久性与全寿命分析 《混凝土》2005。8
5.基础设施腐蚀防护和耐久性问与答》 《化学工业出版社》 2003.8
洪乃丰29/1-2008