¿Un breve análisis de la corrosión y protección del hormigón armado en el Metro de Tianjin?
Basado en las condiciones de construcción específicas de la estación Shaliu Road de la línea 2 del metro de Tianjin, se analiza el mecanismo de corrosión del hormigón armado por sulfato, iones de cloruro, etc., y se introducen las medidas de protección correspondientes para mejorar la calidad. de hormigón armado en el metro de durabilidad.
Palabras clave: hormigón, sulfato, ion cloruro, corrosión. El problema de la durabilidad de las estructuras de hormigón armado no ha sido bien resuelto. Por este motivo, la investigación en esta área ha recibido una atención cada vez mayor. En un entorno externo hostil, la capa protectora de hormigón se dañará, agrietará y desprenderá, lo que provocará la corrosión de las barras de acero del hormigón, lo que reducirá la durabilidad de los componentes y la seguridad de la estructura, en particular, la corrosión de las barras de acero bajo tierra. Las estructuras de hormigón en las zonas costeras son más graves. Este artículo analiza las propiedades anticorrosión del hormigón armado basándose en las condiciones específicas de construcción de la estación Shaliu Road de la Línea 2 del Metro de Tianjin. 1 Descripción general del proyecto y características geológicas La estación Shaliu Road está ubicada en la intersección de Weiguo Road y Shaliu Road en el distrito de Hedong. El cuerpo principal adopta una estructura de caja de hormigón armado moldeada in situ y se construye utilizando el método de corte abierto. El informe de investigación geotécnica de este proyecto muestra que el agua subterránea superficial es moderadamente corrosiva para las barras de acero en la estructura de concreto reforzado y es moderadamente corrosiva para la estructura de acero y es moderadamente corrosiva para los sulfatos en la estructura de concreto y es corrosiva para el agua ligeramente presurizada; la estructura de acero. De acuerdo con las regulaciones de GB50307-1999 Especificaciones de estudio de ingeniería geotécnica para ferrocarriles subterráneos y trenes ligeros, se realizó una prueba de corrosión y se encontró que la corrosión principal es causada por iones de sulfato y cloruro, siendo la concentración más alta de SO42- 2291 mg. /L y la concentración más alta de Cl- es 4006mg/L. Interactúan para corroer el hormigón armado y afectar su durabilidad. 2 Análisis del mecanismo de corrosión del hormigón armado 2.1 El mecanismo de corrosión por sulfatos en el hormigón Los sulfatos como Na2SO4 y MgSO4 reaccionan con el producto de hidratación del cemento en el hormigón, Ca(OH)2, para formar: 1) Etringita (3CaO·Al2O3· 3CaSO4·31H2O ), un cristal en forma de aguja con un volumen de fase sólida que es 1,5 veces su volumen original debido a la reacción en el hormigón curado. Por lo tanto, se forma tensión de expansión en el hormigón y causa daños a la estructura de hormigón. 2) Mg(OH)2, una sustancia amorfa blanda de color blanco, destruirá la estructura de la pasta de cemento. 3) El cloruro de calcio y el yeso provocarán una mayor lixiviación del hormigón cuando se disuelvan en agua. 4) Silicato de magnesio hidratado, su reacción de sustitución con silicato de calcio hidratado reducirá la resistencia del hormigón. 2.2 El mecanismo de corrosión de los iones de cloruro en las barras de acero Cuando el hormigón se hidrata, el cloruro de calcio en el cemento genera hidróxido de calcio, lo que hace que el hormigón contenga una gran cantidad de OH-, por lo que el valor del pH generalmente puede alcanzar 12 ~ 14. barras a temperaturas tan altas En un ambiente alcalino, se forma fácilmente una película de pasivación densa en la superficie. Los resultados de la investigación muestran que esta película de pasivación puede prevenir la corrosión de las barras de acero. Sólo después de que esta película se daña, las barras de acero comienzan a oxidarse. 2.2.1 Destrucción de la película de pasivación La película de pasivación sólo es estable en un entorno altamente alcalino. Cuando el valor de pH es inferior a cierto valor, será difícil formar una película de pasivación o la película de pasivación que se ha formado se dañará gradualmente. Cl- entra en el hormigón y llega a la superficie de las barras de acero, y la película de pasivación local comienza a destruirse, provocando la corrosión de las barras de acero. 2.2.2 El efecto conductor de los iones cloruro Debido a la presencia de iones cloruro en la estructura del hormigón, se reduce la resistencia entre el cátodo y el ánodo, se fortalece la ruta de los iones y se mejora la eficiencia de la corriente de corrosión. acelerar el proceso de corrosión electroquímica de las barras de acero. 2.2.3 Formación de corriente de corrosión Cl- destruye la película de pasivación en la superficie de la barra de acero, exponiendo la base de hierro en algunas partes, formando una diferencia de potencial con el área de la película de pasivación aún intacta. El área de la película de pasivación de gran superficie actúa como cátodo para la reacción de reducción, y la matriz de hierro actúa como ánodo y se corroe. La corrosión comienza localmente y se propaga gradualmente sobre la superficie de la barra de acero. 2.2.4 La despolarización anódica de los iones cloruro que acelera el proceso del ánodo se llama despolarización del ánodo Cl- tiene el siguiente efecto: Ánodo: Fe-2e=Fe2, Cl- y Fe2 se encuentran para generar FeCl2, provocando la desaparición del Fe2. acelerando la reacción del ánodo.
Sin embargo, el FeCl2 es soluble. Cuando se difunde en el hormigón, reacciona con los iones de hidróxido y finalmente puede oxidarse formando óxido de hierro. En este proceso, el Cl- sólo desempeña un papel de "transporte" y no se "consume". Por lo tanto, el Cl- en el hormigón causará daños una y otra vez. 2.2.5 El efecto de la interacción con el cemento sobre la corrosión de las barras de acero. Bajo ciertas condiciones, la sal de cloruro puede formar una "sal compleja" insoluble con el aluminato tricálcico en el cemento, lo que puede reducir el contenido de Cl y al mismo tiempo reducir la interacción entre el sulfato y aluminato tricálcico. El daño por "hinchazón" se produce debido a la acción del calcio. Pero cuando la alcalinidad del hormigón disminuye, la "sal compleja" se descompondrá y liberará Cl- nuevamente, provocando corrosión en las barras de acero.
3 Medidas de protección del hormigón armado A través del análisis del mecanismo de corrosión anterior, para mejorar la durabilidad del hormigón armado debemos: mantener la alta alcalinidad del hormigón, aumentar la densidad del hormigón y mejorar la resistencia al hormigón; permeabilidad; controlar el contenido de SO42-, Cl-. 3.1 Selección de cemento y materiales agregados El cemento es la materia prima clave para la configuración del hormigón resistente a la corrosión. Para mejorar la resistencia del hormigón a la corrosión por SO42 y la resistencia al agrietamiento, se selecciona cemento Portland ordinario que contiene C3A y bajo contenido de álcali y agregados limpios fuertes y duraderos. Y controlar el contenido de Cl en cemento y agregados; prestar atención a la cantidad de materiales cementantes en el concreto simple, la gradación de los agregados de concreto y los requisitos de forma de las partículas de los agregados gruesos, y reducir el ácido silícico en los materiales cementantes del concreto tanto como sea posible. Dosificación de cemento salino. 3.2 Incorporación de aditivos minerales activos de alta eficiencia Los aditivos minerales activos contienen una gran cantidad de SiO2 activo y Al2O3 activo. A medida que disminuye la finura de los productos de cemento actuales y aumenta la actividad, se acelera la reacción de hidratación, se intensifica la liberación de calor y aumenta la contracción por secado, lo que resulta en un aumento de las grietas causadas por la contracción por temperatura y la contracción por secado del concreto. Mezclar cenizas volantes secundarias y polvo mineral de grado S95 en concreto puede reducir el agrietamiento térmico, mejorar la impermeabilidad y reducir la cantidad de etringita en el concreto. 3.2 Incorporación de aditivos minerales activos de alta eficiencia Los aditivos minerales activos contienen una gran cantidad de SiO2 activo y Al2O3 activo. A medida que disminuye la finura de los productos de cemento actuales y aumenta la actividad, se acelera la reacción de hidratación, se intensifica la liberación de calor y aumenta la contracción por secado, lo que resulta en un aumento de las grietas causadas por la contracción por temperatura y la contracción por secado del concreto. Mezclar cenizas volantes secundarias y polvo mineral de grado S95 en concreto puede reducir el agrietamiento térmico, mejorar la impermeabilidad y reducir la cantidad de etringita en el concreto. 3.3 Incorporación de agente reductor de agua de alta eficiencia En general, el factor que más influye en la impermeabilidad del hormigón en la combinación y proporción de materiales es la relación agua-cemento. Por tanto, se debe reducir al máximo el consumo de agua garantizando la fluidez necesaria de la mezcla de hormigón. La adición de un agente reductor de agua puede poner el sistema de cemento en un estado suspendido relativamente estable, formando una capa de película de agua solvatada en la superficie del cemento y, al mismo tiempo, liberar el agua libre en el cuerpo de floculación del cemento durante el mezclado. de agua para lograr el propósito de reducción de agua. En la construcción específica de la Línea 2 del Metro de Tianjin, se incorporó el agente reductor de agua retardante de alta eficiencia DF-6 para reducir la relación agua-cemento y aumentar la compacidad del concreto. 3.4 Agregar conservantes Para aguas subterráneas que contienen SO42- y Cl- al mismo tiempo, el uso de conservantes tipo SRA-1 puede aumentar la concentración límite de resistencia al sulfato de cemento a 1500 mg/L. Debido a que el SiO2 y el hidróxido de calcio, el producto de hidratación del cemento, generan gel de silicato de calcio hidratado, lo que reduce la velocidad de corrosión del sulfato, la reacción de hidratación secundaria también reduce el contenido de hidróxido de calcio y disminuye la alcalinidad de la fase líquida, reduciendo así la cantidad; de etringita producida por iones sulfato en el yeso retarda el daño por hinchazón. Al mismo tiempo, también reduce relativamente el contenido de aluminato en el cemento. Su coeficiente de permeabilidad a los iones cloruro es 0,1 el del cemento resistente a los sulfatos y 0,5 el del silicato ordinario. Por lo tanto, cuando coexisten SO42- y Cl-, es más propicio. resistente a la sal. Clase de corrosión. 4 Puntos clave de la construcción y efectos anticorrosión Controle estrictamente la calidad de la construcción del concreto para garantizar que la relación agua-cemento y el asentamiento estén dentro del rango requerido. La vibración del concreto se apisona completamente de acuerdo con los procedimientos operativos para garantizar la densidad del concreto. Al mismo tiempo, se presta atención a la calidad del hormigón después del trabajo de superficie. Después de la inspección después de la construcción, el efecto de calidad fue muy bueno, lo que fue bien recibido por la unidad de construcción y promovido en la construcción de la Línea 2 del Metro de Tianjin.
5 Conclusión Para mejorar la durabilidad del hormigón se seleccionan materias primas de alta calidad, excepto cemento, agua y áridos, y se añade una cantidad suficiente de áridos minerales y agentes reductores de agua de alta eficiencia, reduciendo así la cantidad de cemento. , la proporción de vacíos internos del hormigón y el volumen se contrae combinado con el clima de la construcción, se fortalece el control de todos los aspectos de la construcción para mejorar su durabilidad. Sin embargo, el hormigón es un material con diversas propiedades compuesto por cemento, arena, piedra, agua y otros componentes. Su rendimiento no sólo está directamente relacionado con los materiales que lo componen, sino también con factores como la tecnología de construcción, el medio ambiente y las condiciones de mantenimiento. Por tanto, el trabajo de investigación es difícil y el progreso lento. Es necesario investigar mucho en este ámbito para poder satisfacer y adaptarse a las necesidades del mercado de la construcción actual. Referencias: [1] GB50046-95, Especificaciones de diseño anticorrosión para edificios industriales [S]. [2] Zhang Xinpeng, Wang Desen hormigón resistente a la corrosión [M Beijing: Chemical Industry Press, 1989. [3] Hong. Naifeng. Utilización de arena marina y protección de barras de acero contra la corrosión [J]. 10): 40-41.
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