陳哲

【摘 要】由于混凝土具有高堿性，所以鋼筋在混凝土中容易形成鈍化膜，在相對恒定的環(huán)境中，混凝土結(jié)構(gòu)中的鋼筋都能長期完好保持著其原有的物質(zhì)形狀，不容易被浸蝕。但在現(xiàn)行的生態(tài)環(huán)境中，環(huán)境污染日益加劇和物質(zhì)結(jié)構(gòu)變化所形成的老化，普遍存在鋼筋混凝土中鋼筋腐蝕的問題，這已成了各國工程領(lǐng)域研究的熱門課題之一了。本文就該問題的提出入手，介紹了鋼筋混凝土中鋼筋腐蝕的過程，分析了鋼筋腐蝕的原理，最后提出了相應(yīng)的防范措施。

【關(guān)鍵詞】鋼筋腐蝕；鋼筋混凝土；腐蝕原理

一、鋼筋混凝土與鋼筋腐蝕概況

（一）鋼筋混凝土簡介

借用化學(xué)物質(zhì)分類的概念，鋼筋混凝土是一類混合物。它是為了改善混凝土的承受壓力等性質(zhì)而在混凝土中加入鋼板、纖維或者鋼筋網(wǎng)等按照一定的配比組合成的混合材料。我們都知道，鋼筋混凝土的耐力抗壓能力都是十分強(qiáng)大的，這與它自身的材料所具有的性質(zhì)是分不開的。具體地說，鋼筋與混凝土的膨脹系數(shù)比較接近，因此面對不同的環(huán)境也就產(chǎn)生不了過大的應(yīng)力，當(dāng)然，這還與他們之間的粘結(jié)力有一定關(guān)系。相對于普通的混凝土而言，鋼筋混凝土的中的鋼筋能夠承受巨大的壓力，并且混凝土本身也能承受一定的應(yīng)力，最重要的是，大約在一個月左右，鋼筋混凝土的耐力耐壓強(qiáng)度能夠達(dá)到最大或者是設(shè)計的強(qiáng)度。

（二）鋼筋腐蝕概念及其種類

金屬腐蝕是指金屬的表面與它所處的環(huán)境或者周邊的介質(zhì)發(fā)生電化學(xué)或者化學(xué)作用使得金屬本身被破壞的過程。因此，套用一般理論，鋼筋腐蝕就是指這樣的反應(yīng)過程或者說是破壞過程是發(fā)生在鋼筋的表面上的。一般來說，金屬的腐蝕包括兩大類，化學(xué)腐蝕和電化學(xué)腐蝕。電化學(xué)腐蝕是指鋼筋的表面與周圍的空氣（一般是潮濕的空氣）或者在電解質(zhì)溶液中通過發(fā)生電化學(xué)作用而引起的一類腐蝕作用。這種腐蝕區(qū)別于化學(xué)腐蝕的關(guān)鍵在于它腐蝕的過程中會產(chǎn)生電子也即是電荷的移動。一般情況是，在兩個電極之間存在一定的電勢差以及與金屬接觸部分存在某種電解質(zhì)溶液這兩個基本條件下，才會發(fā)生電化學(xué)腐蝕。第一個條件相對來說不難，第二個條件要求腐蝕的濕度達(dá)到百分之六十以上?；瘜W(xué)腐蝕與電化學(xué)腐燭不同，它是指與鋼筋表面接觸的物質(zhì)比如氣體或者電解質(zhì)溶液等能夠與鋼筋的主要成份發(fā)生化學(xué)作用而產(chǎn)生的腐蝕?；瘜W(xué)腐蝕很明顯不會產(chǎn)生電子的移動，這也是它區(qū)別于電化學(xué)腐蝕的一個最主要因素

二、鋼筋混凝土中鋼筋的腐蝕問題解析

（一）電化學(xué)腐蝕

1.概念

鋼筋表面與介質(zhì)如濕空氣， 電解質(zhì)溶液等發(fā)生電化學(xué)作用而引起的腐蝕， 叫做電化學(xué)腐蝕。在這種腐蝕的過程中有電子的流動， 絕大部分腐蝕屬于化學(xué)腐蝕。

2.化學(xué)腐蝕

鋼筋表面與氣體或電解質(zhì)溶液接觸發(fā)生化學(xué)作用而引起的腐蝕，稱為化學(xué)腐蝕。這種腐蝕其腐蝕過程沒有電子的流動，只是腐蝕現(xiàn)象的一小部分。

3.氯鹽的侵蝕及碳化

（二）氯鹽的侵蝕

混凝土中氯鹽的侵入有兩種途徑，一是在混凝土拌合時為了改善混凝土的某些性質(zhì)如工作性、早強(qiáng)性等作為外加劑加入的。另外一種是在混凝土硬化以后，外界的氯離子通過滲透的作用從混凝土的毛細(xì)孔中進(jìn)入的。當(dāng)混凝土開裂時，氯鹽順著裂縫進(jìn)入的量會增加。一般認(rèn)為在混凝土拌合時加入的氯鹽，其氯離子被C-S-H膠體吸附，對鋼筋的腐蝕沒有多大的影響。但是后來進(jìn)入的氯離子，等它到達(dá)鋼筋表面時，盡管它一般不改變鋼筋周圍的堿性環(huán)境，但是它降低了鋼筋作為陽極反應(yīng)的活化能，使鋼筋容易發(fā)生腐蝕。

1.碳化

所謂碳化是指混凝土中的氫氧化鈣與空氣中的二氧化碳反應(yīng)，生成碳酸鈣的過程?；炷林械臍溲趸}使混凝土保持堿性，有利于鋼筋的鈍化。但當(dāng)碳化鋒面到達(dá)鋼筋時，鋼筋周圍的堿性環(huán)境也就消失了，同時碳化使被C-S-H膠體粘結(jié)的氯離子成為自由活動的氯離子，使鋼筋容易發(fā)生腐蝕。

碳化有時候?qū)炷烈彩怯欣摹Ｔ诿軐嵉幕炷林?，?dāng)碳化深度較小時，碳化形成的硅、鋁、氧化鐵骨架被生成的碳酸鈣填充。使碳化后的強(qiáng)度比原始的混凝土的強(qiáng)度更高，而且具有更低的滲透性。應(yīng)該注意的是，對于疏松多孔的混凝土，碳化的這種加強(qiáng)作用是不明顯的，碳化永遠(yuǎn)不能使這種混凝土成為質(zhì)量較好的混凝土。

三、防范措施

最常規(guī)的做法有：一，從材料自身出發(fā)：首先增加混凝土的密實度并且降低水灰比，控制鋼筋混凝土中氯離子的含量，不使用含氯離子的外加劑，最后可以通過在混凝土中使用減水劑、二甲基醇胺等，不采用亞硝酸鹽等危險緩蝕劑、且提高鋼筋的保護(hù)層厚度等；二，從外部環(huán)境來采取防護(hù)措施：涂覆有機(jī)混凝土專用防腐涂料、粘貼樹枝玻璃鋼、采用陰極保護(hù)系統(tǒng)等。

在一般性的防范措施中，陰極保護(hù)法是首選的根本解決辦法。陰極保護(hù)法的原理是給鋼筋增加一個負(fù)向電流，從而使其電極電位負(fù)移，就是使鋼筋表面的氯離子超過能夠使鋼筋脫鈍的一個臨界值，這就有效抑制了電化學(xué)腐蝕的過程，使鋼筋不容易發(fā)生銹蝕。通常有如下兩種做法：一，陽極犧牲法；二，外加電流陰極保護(hù)法。陽極犧牲的方法是采用電化學(xué)上比鋼還要活潑的，也就是電位更負(fù)的金屬來作為陽極，例如鋁合金、鎂合金、鋅合金等，使之與被保護(hù)的鋼筋相連，由腐蝕本身來提供自由電子，從而對鋼筋實施陰極保護(hù)。

從目前的技術(shù)條件來看，對于混凝土結(jié)構(gòu)中鋼筋腐蝕的檢測方法主要有破損發(fā)和非破損法（渦流探測法、電阻棒法、交流阻抗譜法、聲發(fā)射探測法自然電位法、恒電量法、線性極化法等）；而對于混凝土中鋼筋的修復(fù)技術(shù)主要有電化學(xué)氯化物萃取技術(shù)、補(bǔ)丁法以及再堿化技術(shù)等。在實際的工程建設(shè)中，必須要針對具體的情況來選擇適當(dāng)?shù)臋z測方法和修復(fù)技術(shù)，可以采用單一的檢測方法和修復(fù)技術(shù)，也可以將多種檢測方法和修復(fù)技術(shù)進(jìn)行綜合的利用。

結(jié) 語

在建筑工程項目的質(zhì)量管理越來越嚴(yán)格的今天，鋼筋混凝土中鋼筋的腐蝕問題也越來越引起人們的高度重視，因此，還需要通過不斷地改進(jìn)和完善鋼筋的腐蝕防護(hù)技術(shù)以及檢測評價技術(shù)，深入了解鋼筋發(fā)生腐蝕的機(jī)理，才能夠針對性地采取相關(guān)的防范措施，這是保證工程建設(shè)質(zhì)量的基本要求和必要前提。