混凝土钢筋锈蚀防护措施 本文关键词：锈蚀，钢筋，混凝土，防护，措施
混凝土钢筋锈蚀防护措施 本文简介：摘要：钢筋混凝土结构对于工程施工非常重要，钢筋的腐蚀是导致钢筋混凝土破坏的原因之一。根据国内外研究现状，从钢筋的直接防护和间接防护两方面分析，总结了多种重要防护措施，提高建筑构件耐久性，为施工建设做了指导。关键词：钢筋混凝土；钢筋锈蚀；防护；耐久性随着钢筋混凝土结构的广泛使用，许多混凝土构件由于耐久
混凝土钢筋锈蚀防护措施 本文内容：
摘要：钢筋混凝土结构对于工程施工非常重要，钢筋的腐蚀是导致钢筋混凝土破坏的原因之一。根据国内外研究现状，从钢筋的直接防护和间接防护两方面分析，总结了多种重要防护措施，提高建筑构件耐久性，为施工建设做了指导。
关键词：钢筋混凝土；钢筋锈蚀；防护；耐久性
随着钢筋混凝土结构的广泛使用，许多混凝土构件由于耐久性不足而过早失效。近年来，工程调查表明，由于耐久性问题，使用中的钢筋混凝土桥梁越来越多地受损。其中钢筋腐蚀是混凝土结构耐久性损坏的重要原因，其负面影响和经济损失难以估计［1］。混凝土结构中的钢筋如果发生锈蚀就会引起混凝土的膨胀开裂现象，严重者甚至造成混凝土大片剥落和结构断裂，严重影响混凝土结构的耐久性。自20世纪60年代开始混凝土结构的耐久性问题已成为国际学术机构或国际学术会议讨论的重要课题之一。日本土木工程协会混凝土结构委员会、欧洲混凝土结构委员会和中国土木工程学会等先后进行了与混凝土耐久性相关的学术讨论，发表了一系列设计指导规范和标准［2］。钢筋混凝土由于成本低、结构坚固、材料范围广等特点，已成为现代社会建设领域广泛使用的材料，在国民经济建设中发挥着巨大作用。然而，与此同时钢筋腐蚀引起的混凝土结构的过早失效也给当代社会带来了巨大的经济损失和危害。这是当今世界迫切需要的一个严重问题［3］。
1钢筋的直接防护
钢筋的直接防护是从钢筋自身出发，进行一系列处理以提高自身抗锈蚀能力。本文分析的防护措施有电化学处理、在其表面进行金属镀层和涂层、在钢筋中添加合金元素四种方式。电化学处理是利用金属活泼性施加电流保护；对其进行涂层或金属镀层都是使其与混凝土的接触面不易锈蚀；添加合金元素则是直接改变钢筋的自身性质。阴极保护能直接抑制钢筋自身的电化学腐蚀过程，可分为牺牲阳极保护法和外加电流阴极保护法。前者使用比钢电势更负的铝合金作为阳极和钢棒，并提供自由电子以通过其自身的腐蚀来保护钢；后者将直流电源的负极与受保护的钢棒连接，正极连接不溶的辅助阳极以提供保护电流，以保护钢棒免受阴极极化［4］。在高腐蚀性环境中，钢筋上的金属镀层是常见的措施。通常使用的涂层金属是：锌、镍、铬等。对于普通钢筋，镀锌是一种阳极涂层，具有优异的电化学保护［5］。腐蚀对粘接强度有一定影响。镀锌钢筋和普通带肋钢筋加速腐蚀14天后，镀锌钢筋的粘结强度降低了18.0％，普通碳素钢筋的粘结强度降低了25.8％。因为锌腐蚀产物的体积变化小于普通碳钢的体积变化，腐蚀产物扩散到混凝土的孔隙中。镀锌可以有效地减少钢筋在混凝土中的腐蚀，同时改变钢筋混凝土之间的粘结行为［6］。在钢筋表面进行涂层防护也能有效的对钢筋进行防护。其中，复合涂层钢筋由钢筋表面的各种涂层制成，Zn/EC钢筋是一种复合涂层钢筋，是通过在碳钢钢表面喷涂锌涂层而得到的。然后涂上环氧树脂涂层［7］。而环氧树脂涂层钢筋则是普通钢筋表面涂覆环氧树脂保护层，其厚度一般为0.15～0.30mm，环氧树脂涂层能够有效隔绝钢筋外部的腐蚀物质，防止钢筋被腐蚀，从而大幅度的提高工程结构的耐久性［8］。将合金元素添加到钢筋中以制造不锈钢钢筋。不锈钢钢筋具有很高的化学稳定性，特别是在高腐蚀性环境中，使不锈钢越来越成为研究人员关注的焦点。不锈钢主要含有铬、镍、钼等合金元素，其中不锈钢中铬的含量不同。不锈钢的耐酸性和耐腐蚀性会发生变化，钢的铬含量应保持在11%至30%之间。不锈钢耐酸和耐腐蚀，非铬含量越多越好。通常不锈钢应具有大于10.5%的铬含量和小于或等于1.2%的碳含量。不锈钢增强材料仍然可以在高氯环境中钝化，用不锈钢增强材料代替普通钢筋可以提高结构的耐久性。其中，CCES01-2004规定在特别严重的腐蚀环境中，不锈钢钢筋可以作为使用材料用于一百多年的特殊重要工程［9］。
2钢筋的间接防护
钢筋的间接防护则是通过对混凝土的防护对钢筋产生有益的效果，首先是混凝土材料的选择，应选择不易腐蚀钢筋的材料，还可在混凝土中添加外加剂减缓钢筋锈蚀，最后细致施工和维护方面，优化混凝土的孔结构使结构更加致密，在结构出现裂缝时及时修补使结构更加牢靠。在选择材料时，优选使用普通硅酸盐水泥，低碱水泥和高性能混凝土。它由高质量的I和I粉煤灰和低碱混合物制成。精细1级和1I级粉煤灰可达600m2/kg，颗粒形状为圆形。它与水泥形成良好的物理级配，可以大大提高混凝土的致密性。其次，粉煤灰可以与水泥水化产物氢氧化钙反应形成水合硅酸钙和钙水合铝酸钙，从而降低混凝土的碱度。大大改善混凝土的孔隙结构和骨料界面结构，提高混凝土的致密性［10］。钢筋防锈剂是缓蚀剂的缓蚀剂。最早开发的钢筋防锈剂是亚硝酸盐，但它会降低混凝土的强度。其中钠离子具有促进碱骨料反应的危险，并且是阳极型防锈剂。不足量会促进钢筋的局部腐蚀。另外，亚硝酸钠是有毒的，因此不能广泛使用。近年来，有机防锈剂的应用已发展成为抑制混凝土中钢筋腐蚀的有效方法。它主要是由胺和酯组成的水基有机混合物［11］。优化混凝土孔隙结构也是有效措施。硬化混凝土由三部分组成：骨料、界面过渡区和硬化水泥浆。界面过渡区和硬化水泥浆中有大量的孔隙。研究表明界面过渡区的孔隙度可达到约50％，远高于浆料的平均孔隙率，这使得过渡区中的氯离子迁移比凝胶化系统更容易。因此，优化混凝土的孔隙结构，特别是界面过渡区的孔隙结构，对于降低氯离子从混凝土表面到钢表面的迁移和渗透速率是必不可少的。目前，优化混凝土孔隙结构的方法研究主要集中在优化水泥浆料的组成和混凝土的内部养护［12］。当结构产生裂纹很容易在结构内部引入杂质锈蚀钢筋，所以应及时对裂纹进行有效的修补。通过用聚合物灌浆可以修复细小的裂缝；应使用松散和未压实的混凝土清洁粗裂缝，用水泥聚合物砂浆进行修复，并涂上外部纤维增强材料。常用砂浆、混凝土的聚合物有：共聚乳液（EVA）、丙烯酸酯共聚乳液（丙乳PAE）、水溶性聚氨酯浆料、氯丁乳胶（CP）、乙烯一醋酸乙烯、丁苯乳胶（SBP）、PBM-1树脂、甲凝灌浆材料等。
3结语
目前，国内外已经开展了大量关于如何提高建筑耐久性的研究工作，并取得了许多相关成果。本文则整理了已经存在的部分重要钢筋抗腐蚀防护措施。混凝土中钢筋的腐蚀问题仍然很严重，影响了某些基础设施的正常使用，给人们的生命财产安全带来了很大的隐患。如何有效地保护混凝土中的钢筋已成为一个迫切的工程问页。要解决此问题的关键在于如何在提高钢筋自身抗锈蚀性质的同时，兼具较为经济适用的特点。提高钢筋自身抗锈蚀性能之后批量生产相对于其他防护措施要简便许多。本文对其防护措施进一步的总结整理，以便为今后新技术新材料的研究做铺垫，为建筑物更好的防护做了指导。
参考文献
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作者：王晗 杨一鸣 沙志远 赵健 单位：华北理工大学 建筑工程学院
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