（西南交通大學(xué)峨眉校區(qū)土木工程系，四川，樂山，614000）

【摘要】鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)因其完美結(jié)合了混凝土的抗壓性能和鋼筋的抗拉性能，故成為了目前建筑行業(yè)應(yīng)用最為廣泛的結(jié)構(gòu)形式之一?；炷林袖摻畹男阅車?yán)重影響到結(jié)構(gòu)整體的使用性能。而鋼筋在其使用環(huán)境中，因為各種不利因素的存在，極易被腐蝕從而導(dǎo)致其相關(guān)物理化學(xué)性能的下降。因而有必要對混凝土中的鋼筋采取相應(yīng)的措施予以保護，防止鋼筋的腐蝕，提高整體結(jié)構(gòu)的使用年限。

【關(guān)鍵字】鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)；鋼筋腐蝕；防腐措施

1 混凝土中鋼筋的腐蝕機理

在鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)中，由于水泥的本身的化學(xué)組成中含有 的原因，會在鋼筋的周圍提供一個相對較高的堿性環(huán)境，在這種堿性環(huán)境下，鋼筋的表面會生成一種鈍化膜，此鈍化膜包裹在鋼筋表面，防止鋼筋與外界物質(zhì)接觸，對鋼筋起到保護的作用，但是由于混凝土結(jié)構(gòu)本身不是絕對致密的，并且施工工藝不可能絕對標(biāo)準(zhǔn)化，使得混凝土結(jié)構(gòu)中會存在各種縫隙。外界有害物質(zhì)比如：酸性物質(zhì)、cl-、CO2等物質(zhì)將通過這些縫隙滲入結(jié)構(gòu)內(nèi)部，導(dǎo)致結(jié)構(gòu)內(nèi)部堿性環(huán)境被酸化，鈍化膜將被破壞，鋼筋與這些物質(zhì)接觸之后就會因產(chǎn)生化學(xué)反應(yīng)被腐蝕。鋼筋腐蝕的實質(zhì)就是Fe-2e-→Fe2+的過程。Fe+2進入溶液當(dāng)中，則鋼筋中鐵質(zhì)減少，使得鋼筋的性能受到嚴(yán)重的影響。與此同時，由于因腐蝕產(chǎn)生的產(chǎn)物的體積往往大于原來金屬體本身的體積，因而在結(jié)構(gòu)內(nèi)部會因為體積膨脹而產(chǎn)生膨脹應(yīng)力。結(jié)構(gòu)在內(nèi)部膨脹應(yīng)力以及外部荷載作用下，破壞速度將增加。結(jié)構(gòu)的使用年限也將大大降低。

2 鋼筋防腐措施

2.1 包裹法

2.1.1 對鋼筋進行包裹，即采用難以被腐蝕或者耐腐蝕性極強的材料包裹或者覆涂在鋼筋表面，從而達到防腐的目的。

對于包裹鋼筋所用的材料應(yīng)具有良好的抗化學(xué)腐蝕性能、物理性能，良好的整體性能以及與鋼筋之間良好的粘接性能。目前，經(jīng)過大量實驗得出的最佳防腐涂層材料是─靜電噴涂粉末環(huán)氧涂層。此方法是將環(huán)氧粉末材料靜電噴涂到經(jīng)過除銹，凈化并且預(yù)熱的鋼筋表面。環(huán)氧材料經(jīng)過一系列化學(xué)反應(yīng)，在鋼筋表面形成一層能滿足防腐性能以及其他性能的薄膜。此膜具有極高的抗腐蝕性能。對于冬天撒除冰鹽的公路橋結(jié)構(gòu)，此種方法可以有效防止除冰鹽等含氯化學(xué)物質(zhì)中cl 的侵入，防腐效果十分明顯。但是，此方法在施工時，對于溫度要求很高，需要在專門的廠房里進行施工，并且在構(gòu)件運輸、安裝過程中不可避免的會造成薄膜局部破壞，一旦薄膜局部出現(xiàn)破壞，則防腐效果將大大降低。另外，在同一結(jié)構(gòu)中，為防止腐蝕電池的形成，應(yīng)盡量避免涂層鋼筋與未涂鋼筋的混合使用。與此同時為了防止砂漿和涂層之間由于附著力不足而導(dǎo)致在受到?jīng)_擊荷載的時候脫開，故在受沖擊荷載的結(jié)構(gòu)中不提倡使用此方法。

2.1.2 對混凝土進行包裹，即對于剛澆筑成型，無有害物質(zhì)侵入或有少量有害物質(zhì)侵入的混凝土構(gòu)件，可以在混凝土表面涂覆一層涂層，從而對外界的有害物質(zhì)起到隔離作用，使鋼筋免受腐蝕。

對于包裹混凝土所采用的材料，應(yīng)具有對有害物質(zhì)高度的抗?jié)B透能力，不易受到化學(xué)侵蝕，能在外界條件如光照、風(fēng)雨中有較強的抗老化能力。同時，還必須與混凝土有較強的結(jié)合力。并且，由于此類涂層是涂覆在構(gòu)件表面，故在選用涂層材料時應(yīng)該考慮相關(guān)裝飾性能。

我國常用的表面涂料如下表所示：

此外，噴涂聚脲彈性體涂層因其具備較高的物理性質(zhì)、更強的耐腐蝕能力、環(huán)保等優(yōu)良特性，正越來越受到人們的關(guān)注。也是將來涂層材料發(fā)方向，此處不作贅述。

2.2 電化學(xué)原理保護法

2.2.1 陰極保護法

基于混凝土中鋼筋腐蝕的基本原理：Fe-2e-→Fe2+（陽極），2H2O+O2+4e-→4OH-（陰極），F(xiàn)e2++OH-→Fe(OH)2，在有cl 的作用下Fe(OH)2將被氧化為Fe(OH)3，即鐵銹。陰極保護是通過獎勵一個有效的外部陽極系統(tǒng)為陰極提供電子，從而抑制陽極上的鐵失去電子，達到防腐的目的。此技術(shù)的關(guān)鍵就在于找到一種合適的陽極系統(tǒng)，技能滿足提供電子的需要，又不會影響結(jié)構(gòu)的正常使用性能。1973年，美國研制成功了以硅鐵為主陽極，加有焦炭屑的瀝青為次陽極的陽極系統(tǒng)，并且成功運用于實際結(jié)構(gòu)的防腐。目前在發(fā)達國家，陰極保護技術(shù)已經(jīng)被作為鹽污染環(huán)境中鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)的有效防腐技術(shù)，并且此項技術(shù)已經(jīng)被證實為唯一能完全制止鋼筋腐蝕破壞的技術(shù)。

2.2.2 化學(xué)脫鹽和再堿化技術(shù)

此項技術(shù)的原理的在混凝土結(jié)構(gòu)的表面陽極與陰極之間通過以強大的電流，運用強大的電場力使內(nèi)部的cl 向外遷移，與此同時，陰極產(chǎn)物OH 會起到維持混凝土周圍堿性環(huán)境的作用，使得鋼筋表面的鈍化膜不受破壞，達到脫鹽再堿化的目的。起到防腐的作用。于陰極保護法類似，此方法的關(guān)鍵在于建立適度電場，此電場能在保證結(jié)構(gòu)安全適用的前提下，能對cl 施加足夠大的電場力作用。

與傳統(tǒng)方法相比，運用電化學(xué)原理對混凝土中鋼筋進行防腐可以大大降低傳統(tǒng)方法對遠結(jié)構(gòu)的破壞（如鑿除），并且可以從根本上防止鋼筋的腐蝕。但是電化學(xué)防腐技術(shù)對技術(shù)要求很高，技術(shù)復(fù)雜，故目前在欠發(fā)達國家中的應(yīng)用還不夠廣泛。電化學(xué)防腐技術(shù)也是未來防腐技術(shù)的方向。

2.2.3 其他防腐技術(shù)

在實際的工程中，還經(jīng)常通過增加保護層厚度、改良施工工藝以增加混凝土結(jié)構(gòu)的密實度、選用防腐性能較好的鋼筋等措施來在一定程度上阻擋外界有害物質(zhì)的侵入，減緩鋼筋腐蝕的速度，達到增加結(jié)構(gòu)使用期限的目的。此外，配合相應(yīng)的預(yù)防措施，如優(yōu)選用結(jié)構(gòu)原材料、防腐涂層采用多層涂層的形式，減少除冰鹽等含氯化學(xué)物質(zhì)的使用以及開發(fā)新型無氯除冰劑等可以使防腐效果達到最佳化。

3 結(jié)束語

防腐工作是現(xiàn)當(dāng)代大中型結(jié)構(gòu)中必須考慮的問題。此外，隨著預(yù)應(yīng)力技術(shù)在越來越多的結(jié)構(gòu)中得到運用，在各種預(yù)應(yīng)力結(jié)構(gòu)里，因為有預(yù)應(yīng)力鋼筋的存在，所以，預(yù)應(yīng)力鋼筋的防腐工作更顯重要。防腐工作的好壞將直接決定結(jié)構(gòu)的使用條件和使用壽命。在防腐工作中，根據(jù)結(jié)構(gòu)的相應(yīng)的使用條件以及相關(guān)施工部門的技術(shù)實力、經(jīng)濟實力，綜合考慮各方因素，合理的選用相應(yīng)的防腐措施才能達到既經(jīng)濟又適用的效果。

參考文獻

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