浅谈钢筋砼结构中的钢筋锈蚀及预防

【摘要】本文主要分析钢筋的锈蚀原理及分类，通过设计施工中的预防措施，达到防锈的目的。

【关键词】钢筋锈蚀预防措施

中图分类号： TU392.2 文献标识码： A 文章编号：

钢筋是建筑工程的三大主材之一，其锈蚀也是在工程中经常遇到的问题。钢筋的锈蚀危害较大，不仅使截面面积减小，性能降低，而且因产生锈坑，可造成应力集中，加速结构破坏。所以我们在建筑结构中要重视钢筋锈蚀问题，现就其锈蚀机理及相应预防措施做简单地论述。

钢筋的锈蚀原理及分类

1、钢筋的锈蚀条件：

钢筋砼构件内钢筋的锈蚀需要三个条件：

（1）钢筋表面碱性钝化膜破坏。正常情况下钢筋是包裹在砼之内的，砼则由于水泥的水化反应造成其初始碱性较强，正常情况下钢筋在这种碱性环境下不会发生氧化腐蚀。当PH值大于10时，钢筋腐蚀的速度很慢，当PH值小于5时，其锈蚀的速度就快。由此可见，只有当钢筋混凝土构件内的钢筋周围碱性钝化膜因砼碳化或其它原因导致破坏后，才可能出现腐蚀。

（2）必须产生电位差，使钢筋产生微电池腐蚀。钢筋本身含有铁、碳等多种成分，由于这些成分的电极电位不同，形成许多微电池。在阳极区，铁被氧化成为铁离子进入水膜，在阴极区，溶于水膜中的氧被还原为离子。随后两者结合并进一步氧化成为疏松易剥落的铁锈。

（3）必须具备水和氧。水和氧是钢筋腐蚀的必要条件（尤其是水），它们均参加钢筋电化腐蚀的阳极反应过程。水分子能穿透任何肉眼可辩的裂缝。水还能起着电解质的作用，并溶解和其它如氯等的有害离子，从而加速了腐蚀速度。另外在一定条件下氧还可以造成浓度电池腐蚀。最常见的实例就是水线腐蚀。如浸在海水中的钢筋砼结构，在水线附近钢筋腐蚀最为严重，这是由于水线以上空气中的含氧量较高，而水线以下（水中）含氧量突然降低，造成浓度电池腐蚀，使水线以下的部位钢筋成为阳极而腐蚀。

钢筋砼构件中钢筋的锈蚀的几种情况。

由于砼不密实或有裂缝存在造成钢筋的腐蚀。

砼密实度不良和构件上产生的裂缝，往往是造成钢筋腐蚀的很重要原因。砼浇筑中产生露筋、蜂窝、麻面等情况，都会加速钢筋的锈蚀。因为孔隙和裂缝给水（汽）、氧和其他侵蚀性介质的渗透创造了有利条件。因此，钢筋的电化学腐蚀和砼密实度、裂缝的宽度、保护层的厚度、空气的湿度以及空气中侵蚀性介质的含量，都有直接的关系。当砼密实度差和钢筋保护层不足时，各种介质就容易达到腐蚀。

由于砼碳化和侵蚀性气体、介质的侵入，造成钢筋的腐蚀。

砼中的氢氧化钙反应与空气中的二氧化碳气体，生成碳酸钙等物质，其碱性逐渐降低，甚至消失，称其为砼的碳化。砼碳化对砼强度一般无直接影响。其危害主要在于为钢筋腐蚀提供条件，而钢筋锈蚀体积将发生膨胀，砼保护层将因此遭到剥落和损坏，从而降低钢筋和砼的工作性能。

由于砼内掺入氯盐造成钢筋的腐蚀。

为提高砼早期强度或抗冻性能，过去人们往往在砼内掺入一定量的氯盐，氯盐与水泥中的硅酸钙等生成高水分子复合化合物，并提高了氢氧化钙的溶解度。砼中氯盐对钢筋的腐蚀多呈溃疡状，容易造成钢筋的应力集中；因此它的危害性是比较大的。砼中氯离子主要来源于原材料、外加剂、海水或含氯盐高的水，以及防冰剂等。国内外已出现多起加氯盐过量而引起的严重腐蚀事件。

设计施工中的预防措施

设计者要充分考虑构件的使用工作环境，针对有害环境而采取相应的措施。

不同的建筑或同一个建筑的不同部位往往有着不同的工作环境。如针对长期处于潮湿不通风的地下室或空气中含有水蒸汽和二氧化硫等有害分子较多的锅炉房、厂房等环境的钢筋砼构件，应对其带缝工作的情况加以限制，同时对面层抹灰的质量要求做出特殊说明，以切实起到保护的作用，必要时要在构件的表面涂刷聚氨酯涂膜或环氧树脂等材料以保护构件。对于部分处于水下（尤其是海水下）的砼结构，设计师更要对处于水面附近的砼做好处理，防止出现水线腐蚀。一般的措施是加大砼保护层的厚度，做好砼振捣工作从而增强砼表面密实度。在必要时，在砼表面涂刷一层聚氨脂等防水材料，从根本上消除水线腐蚀的生成条件。

施工人员在施工钢筋结构时要从各个方面采取措施，增强钢筋抗腐蚀能力。

降低水灰比。砼是由水泥、粗、细骨料和水拌制而成，当砼硬化后，多余的水就会蒸发掉，形成毛细孔。用水量越大，水泥水化后留下的毛细孔越多，渗透系数也越大。所以人在拌制砼时，在满足设计要求和施工要求的情况下，尽量降低水灰比，减少用水量，增加密实度，提高砼的抗渗性。

在施工中采取措施保证钢筋的砼保护层厚度。在浇筑砼时要在梁、板、柱的受力筋外侧固定好足够的垫块，并且在施工过程中随时注意检查并不断调整，以保证受力钢筋的砼保护厚度。

在浇筑砼时一方面要严格按施工规范规定振捣砼以保证密度，从而阻塞水分子、氧气渗透的通路，同时加强砼的早期养护工作、尽快提高砼早期强度以提高砼的抗碳化能力。在这方面尤其值得提醒的是我们在施工高度较大的梁、柱时，一定要按要求溜倒砼，避免出现离析现象，从而保证砼的密实度。

对施工中出现的各种诸如蜂窝、狗洞等问题及时采取相应补救措施，在保证强度的基础上提高抗渗能力。通常对表面数量不多的麻面、蜂窝、露筋、小块脱落等，可采用水泥砂浆或环氧树脂配合剂进行修补。

掺入阻锈剂，使钢筋表面的氧化膜趋于稳定，弥补表面的缺陷，使整个钢筋被一层氧化膜所包裹，致密性很好，能防止氯离子穿透，从而达到防锈的目的。