浅议混凝土结构中抑制钢筋腐蚀的方法

【摘要】混凝土结构中钢筋腐蚀破坏已经构成了影响钢筋混凝土结构物耐久性的主要因素。本文主要从以下几个方面探讨抑制混凝土结构中钢筋腐蚀的方法。

【关键词】混凝土；钢筋；锈蚀；方法

一、前言

当今混凝土中钢筋腐蚀破坏已经构成了影响钢筋混凝土结构物耐久性的主要因素。要切实解决这个问题，需要在重视混凝土中钢筋腐蚀机理及防护措施的基础上，加强对钢筋的腐蚀及其防护方法的研究。

二、加强对钢筋腐蚀及其防护方法的措施

（1）增加混凝土保护层厚度。研究表明，即使最低水灰比高质量的混凝土暴露在氯盐环境中，混凝土表面深度内的氯离子含量也远远高于“深度范围”。因此，在氯盐环境中的工程，混凝土保护层的厚度应不小于考虑到施工偏差、设计应选择的保护层厚度。（2）应用阻锈剂。阻锈剂能够阻止或延缓氯离子对钢筋钝化膜的破坏，钢筋阻锈剂的主要优点有一次性使用而长期有效；与环氧深层、阴极保护相比，采用钢筋阻锈剂花费很少，施工简单、方便。此外，钢筋阻锈剂一次性掺入混凝土中之后，在寿命期内不需要维护，使用范围广，并可用大量修复工程中，特别对氯盐环境有效。（3）混凝土表面涂层。混凝土表面涂层是可以降低氯离子渗透速率和碳化速率的有效辅助措施。如硅烷类和有机高分子硅醚齐聚物类表层防水剂等。但有些涂层自身寿命不长，再次涂覆又困难。故在耐久性保持应用方面受到一定限制，而能与混凝土寿命匹配的水泥基聚合物涂层、砂浆层等近年来得到了大力发展和应用。（4）环氧涂层钢筋。在钢筋表面制作环氧树脂保护膜，隔离钢筋与腐蚀介质的接触。若涂层质量控制良好，能够延缓钢筋腐蚀的开始，但锈蚀开始后锈蚀速率会加快。价格较贵也是一个主要的受限因素，在钢筋表面涂刷环氧树脂的造价是普通钢筋的2倍，但在美国被广泛应用。同时注意的是有研究者用丙烯酸系乳胶作为混凝土添加剂或钢筋表面涂层，对钢筋腐蚀行为的影响进行研究。结果表明，混凝土中掺入丙烯酸系乳胶仍使钢筋保持钝态，并能够在一定程度上延缓钢筋表面钝化膜的破坏。（5）阴极保护。阴极保护是降低钢筋腐蚀速率的有效辅助措施，一般在钢筋腐蚀开始后启用，以降低腐蚀速率。对于新建工程，阴极保护可用于海中、水域或潮湿地下的独立构筑物，须严格控制保护电位范围，防止析氢引起的握裹力降低，对于预应力混凝土更应慎重。（6）高性能混凝土。通过掺加火山灰材料微硅粉、磨细矿渣或粉煤灰使氯离子在混凝土中的渗透速率降低，混凝土电阻率增加，从而延迟腐蚀的开始和降低腐蚀开始后的速率。同时，由于具有具备良好的自密性，不会由于水化热的产生、水化硬化或干燥收缩等原因引发初始裂缝，也能够大副提高混凝土的抗渗性，可以阻止和预防钢筋的锈蚀，从而延长了钢筋混凝土的使用寿命，提高混凝土对钢筋的保护能力。（7）对钢筋进行钝化处理。关于钝化的机理有两种理论：成相膜理论与吸附理论，这两种理论尽管不同，但在本质上都是在金属的表层形成一层氧层。铁离子Fe2+与溶液中的O2-结合成一层致密的氧化物保护膜，从而使钢筋得到了保护。影响钢筋钝化的因素有，温度和溶液的组成。另外，溶液的PH值、中性盐的种类及浓度等对钝态的建立过程也有重要的影响。钢筋表面上的氧化膜在一定条件下具有保护作用，由于普通水泥混凝土的水膜层具有强碱性，对钢筋能起到一些钝化作用，但由于直接粘附在钢筋上的水泥沙浆层起碳化作用，当PH值降低到小于9～9.5时即碱性降低，对造成钢筋完整的钝化保护膜便有破坏作用。（8）新型电化学修复技术。90年代兴起了新型的修复技术，修复方法是设法给钢筋外加1-3A／m2阴极极化电流，通电时间1～4个月。实践表明，极化电流在5A／m2以下时，不会引起钢筋／混凝土结构的剥离。（9）减少混凝土拌合时的水灰比。以减少混凝土的孔隙率，使混凝土的吸水率降低，从而降低氧气的摄入量。在混凝土浇注过程中加强振捣，减少混凝土空隙，减少氯离子、二氧化碳等进入的途径。同时需要振捣均匀，使混凝土成为均质的物质，防止钢筋因处于不均匀的介质中而发生局部腐蚀严重的情况。（10）使用控制渗模板。控制渗模板作用就像过滤器，允许空气和混凝土表面的泌水通过，降低模板附近混凝土的水灰比，浇筑在控制渗模板中的C30混凝土的抗渗性与浇筑在传统模板中的C50混凝土的抗渗性相近。（11）杂散电流的预防。杂散电流能够引起混凝土中钢筋的锈蚀。目前防止这类锈蚀常用的方法有两种：一种是把流入钢筋混凝土中的杂散电流直接从钢筋中引出来并排掉；二是向混凝土拌合物中掺加粉煤灰以提高钢筋与混凝土问或混凝土本身的电阻。

参考文献

[1]刘冰梅．《浅议溜凝土中钢筋的锈蚀》．山西建筑．2004

[2]黄晋吕．《混凝土及钢筋混凝土的腐蚀与防护》．铁道工程学报．2000

[3]陈磊，魏入廷，腾桃居等．《混凝土中钢筋腐蚀与防护》．广东建材．2004