鋼筋的銹蝕分析

楊  濤  杭銀龍

(陜西省建筑設(shè)計(jì)研究院有限責(zé)任公司  710003  西安)

    在建筑工程中，常常會(huì)遇到鋼筋的銹蝕。鋼筋的銹蝕原因可歸納為以下三個(gè)方面：

1.混凝土的碳化。

混凝土在水泥水化過程中產(chǎn)生Ca(0H)2(氫氧化鈣)．鋼筋周圍混凝土孔隙的水是飽和的。含氫氯化鈣的電解質(zhì)．它的堿性較高．PH值在12-14之間．使鋼筋表面產(chǎn)生能阻止鋼筋銹蝕作用的鈍化膜。混凝土是一種多孔性材料．當(dāng)空氣中的C02 (二氧化碳)作用到混凝土表面層．通過混凝土的孔隙擴(kuò)散滲透到內(nèi)部．使水泥石中的 Ca(0H) 2與C02發(fā)生化學(xué)反應(yīng)生成CaC03(碳酸鈣)和水．降低了混凝土的PH值．削弱了混凝土對(duì)鋼筋的堿性保護(hù)作用。據(jù)有關(guān)資料表明．混凝土的PH值小于10時(shí)．混凝土對(duì)鋼筋就失去了堿性保護(hù)作用．鋼筋將產(chǎn)生銹蝕。將 PH值降低到9或者以下的混凝土，則稱為碳化混凝土。

    混凝土的PH值及碳化速度與下列因素相關(guān)：

1.1混凝土有較好的密實(shí)性，能防止空氣滲入，可減慢碳化速度。碳化速度取決于混凝土的滲透性和空氣中C02的濃度，混凝土強(qiáng)度等級(jí)越高，密實(shí)性越好，碳化速度就慢。

1.2不同的水泥品種。混凝土的碳化速度不一樣。

火山灰水泥，由于混合料中所含Si02 (二氧化硅)較多，在水化過程中因吸收大部分Ca(0H)2而降低了 PH值：礦渣水泥．因硫化物與石灰形成水化硫酸鹽，它與C02作用時(shí)產(chǎn)生H2S(硫化氫)氣體，溶于水后與空氣中的氧結(jié)合產(chǎn)生硫酸，使混凝土的PH值降低。由礦渣水泥配制的混凝土在一般干燥的環(huán)境中對(duì)鋼筋的保護(hù)作用與普通水泥配制的混凝土差不多，但在潮濕或干濕交替的環(huán)境中，因礦渣水泥配制的混凝土孔晾比普通水泥配制的混凝土多3％-4％，容易吸收水分．因此礦渣水泥配制的混凝土對(duì)鋼筋的保護(hù)作用弱于普通水泥配制的混凝土。

1.3多數(shù)引氣型外加劑可增加混凝土的含氣量，能改善混凝土的和易性，但會(huì)增加混凝土的透氣性，使硬化后的混凝土容易吸收水分和空氣中的C02，從而降低混凝土的Ph值而影響對(duì)鋼筋的堿性保護(hù)作用。

1.4混凝土構(gòu)件不同的養(yǎng)護(hù)方式直接影響水泥的水化過程，使混凝土中PH值有所不同，對(duì)鋼筋的堿性保護(hù)作用也就不同。混凝土加熱或蒸壓養(yǎng)護(hù)加速水泥的硬化過程，使Ca(OH)2有條件與Si02更好的結(jié)合形成水化硅酸鹽，從而降低了PH值。蒸壓養(yǎng)護(hù)混凝土雖然能加速水化反應(yīng)，增加混凝土強(qiáng)度，但對(duì)鋼筋的堿性保護(hù)作用降低。

1.5混凝土強(qiáng)度等級(jí)高，碳化速度慢，C2O混凝土的抗碳化能力約為C30混凝土的l／2。適當(dāng)增加混凝土中的水泥含量，可提高其抗碳化的能力。

1.6混凝土的碳化從構(gòu)件的表面開始的，逐漸向內(nèi)部發(fā)展，碳化深度隨時(shí)間增加。

1.7由于混凝土的碳化引起鋼筋混凝土構(gòu)件中的鋼筋銹蝕，構(gòu)件表面開裂出現(xiàn)順筋裂縫，嚴(yán)重時(shí)造成混凝土的剝落。這種現(xiàn)象在許多鋼筋混凝土露天構(gòu)件中可觀察到，如混凝土欄桿、花架。為減緩混凝土構(gòu)件的碳化．對(duì)構(gòu)件鋼筋保護(hù)層厚度及對(duì)混凝土構(gòu)件表面抹灰等應(yīng)有足夠的重視，以保護(hù)混凝土構(gòu)件的耐久性。

2.混凝土中含有氯鹽。

鋼筋混凝土的混凝土中存在氯離子．是鋼筋銹蝕的重要原因。鋼筋混凝土構(gòu)件．在寒冷地區(qū)施工。為了降低混凝土的冰點(diǎn)．?dāng)嚢杌炷�土�(xí)r摻入氯鹽(氯化鈣、氯化鈉)，或是構(gòu)筑翱處在海邊，配制混凝土?xí)r采用海水、海砂。使混凝土含有氯離子．使混凝土高堿性電解質(zhì)中的鋼筋表面鈍化膜遭到破壞．使鋼筋產(chǎn)生銹蝕。

3.其它原因引起的鋼筋銹蝕。

3.1構(gòu)件由于外荷載或混凝土收縮產(chǎn)生橫裂縫，或構(gòu)件混凝土存在蜂窩、麻面等缺陷，或外在的侵蝕性介質(zhì)滲入，引起鋼筋的銹蝕。

3.2鋼筋混凝土構(gòu)件長(zhǎng)期受煙氣侵蝕，煙氣中的 S02遇水產(chǎn)生硫酸，促使混凝土加速碳化，使鋼筋銹蝕。

3.3造紙廠燕壓車間、電廠冷卻塔、工業(yè)熱力站、鍋爐房等，高溫蒸汽使構(gòu)件的鋼筋銹蝕速度加快。

3.4應(yīng)力腐蝕是鋼筋腐(銹)蝕的一種類型。當(dāng)鋼筋在應(yīng)力狀態(tài)下，表面出現(xiàn)了許多裂紋，導(dǎo)致鋼筋鈍化膜的破壞，在裂紋處形成化學(xué)電池，作為陽極而腐蝕。

4.目前常用的幾種處理方法及注意事項(xiàng)。

4.1重要部位的鋼筋混凝土構(gòu)件，盡可能選用高標(biāo)號(hào)混凝土，其混凝土強(qiáng)度等級(jí)不應(yīng)低于C25；重要部位的預(yù)應(yīng)力構(gòu)件，其混凝土強(qiáng)度等級(jí)不應(yīng)低于C35。

4.2控制混凝土中的最大水灰比和最小水泥用量，混凝土中宜摻人減水劑，其摻入量應(yīng)符合現(xiàn)行國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)《混凝土外加劑應(yīng)用技術(shù)規(guī)范》的規(guī)定。

4.3外露的鋼預(yù)埋件應(yīng)采取防腐蝕涂料面層或在噴、鍍金屬層上在涂刷防腐蝕涂料的復(fù)合面層防護(hù)。

4.4在硫酸根離子腐蝕的條件下。混凝土宜采用抗硫酸鹽硅酸鹽水泥或鋁酸三鈣含量不大于5％的普通硅酸鹽水泥制作。當(dāng)受到條件限制不用上述材料時(shí)，也可采用表面涂料防護(hù)。

4.5在氯離子腐蝕條件下，混凝土中宜摻入鋼筋阻銹劑。

(本文來源：陜西省土木建筑學(xué)會(huì)  文徑網(wǎng)絡(luò)：尹維維 尚雯瀟 編輯  文徑 審核)