鋼筋的銹蝕分析

楊  濤  杭銀龍

(陜西省建筑設計研究院有限責任公司  710003  西安)

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

1.混凝土的碳化。

混凝土在水泥水化過程中產生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．它的堿性較高．PH值在12-14之間．使鋼筋表面產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散滲透到內部．使水泥石中的 Ca(0H) 2與C02發生化學反應生成CaC03(碳酸鈣)和水．降低了混凝土的PH值．削弱了混凝土對鋼筋的堿性保護作用。據有關資料表明．混凝土的PH值小于10時．混凝土對鋼筋就失去了堿性保護作用．鋼筋將產生銹蝕。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：

1.1混凝土有較好的密實性，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，混凝土強度等級越高，密實性越好，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作用時產生H2S(硫化氫)氣體，溶于水后與空氣中的氧結合產生硫酸，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境中對鋼筋的保護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鋼筋的保護作用弱于普通水泥配制的混凝土。

1.3多數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值而影響對鋼筋的堿性保護作用。

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

1.5混凝土強度等級高，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混凝土的碳化從構件的表面開始的，逐漸向內部發展，碳化深度隨時間增加。

1.7由于混凝土的碳化引起鋼筋混凝土構件中的鋼筋銹蝕，構件表面開裂出現順筋裂縫，嚴重時造成混凝土的剝落。這種現象在許多鋼筋混凝土露天構件中可觀察到，如混凝土欄桿、花架。為減緩混凝土構件的碳化．對構件鋼筋保護層厚度及對混凝土構件表面抹灰等應有足夠的重視，以保護混凝土構件的耐久性。

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。鋼筋混凝土構件．在寒冷地區施工。為了降低混凝土的冰點．攪拌混凝土時摻入氯鹽(氯化鈣、氯化鈉)，或是構筑翱處在海邊，配制混凝土時采用海水、海砂。使混凝土含有氯離子．使混凝土高堿性電解質中的鋼筋表面鈍化膜遭到破壞．使鋼筋產生銹蝕。

3.其它原因引起的鋼筋銹蝕。

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

3.2鋼筋混凝土構件長期受煙氣侵蝕，煙氣中的 S02遇水產生硫酸，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、工業熱力站、鍋爐房等，高溫蒸汽使構件的鋼筋銹蝕速度加快。

3.4應力腐蝕是鋼筋腐(銹)蝕的一種類型。當鋼筋在應力狀態下，表面出現了許多裂紋，導致鋼筋鈍化膜的破壞，在裂紋處形成化學電池，作為陽極而腐蝕。

4.目前常用的幾種處理方法及注意事項。

4.1重要部位的鋼筋混凝土構件，盡可能選用高標號混凝土，其混凝土強度等級不應低于C25；重要部位的預應力構件，其混凝土強度等級不應低于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，其摻入量應符合現行國家標準《混凝土外加劑應用技術規范》的規定。

4.3外露的鋼預埋件應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合面層防護。

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。當受到條件限制不用上述材料時，也可采用表面涂料防護。

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：陜西省土木建筑學會  文徑網絡：尹維維 尚雯瀟 編輯  文徑 審核)