鋼筋混凝土防腐蝕措施探究

陳亮

摘 要：目前，鋼筋混凝土憑借成本低、堅(jiān)固性好等特點(diǎn)被廣泛運(yùn)用到各種建筑工程中，但在實(shí)際運(yùn)用過(guò)程中還存在著嚴(yán)重腐蝕問(wèn)題。因此，本文將對(duì)鋼筋混凝土腐蝕原理與原因進(jìn)行分析，并詳細(xì)探究鋼筋混凝土的防腐蝕措施，希望可以為相關(guān)工作者的研究提供一些幫助。

關(guān)鍵詞：鋼筋混凝土;腐蝕;外加劑

中圖分類(lèi)號(hào)：TU375 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A 文章編號(hào)：1671-2064（2019）13-0133-02

0 前言

進(jìn)入新時(shí)代后，隨著社會(huì)經(jīng)濟(jì)快速發(fā)展，建筑工程迎來(lái)了發(fā)展的高峰期，這也使得人們對(duì)鋼筋混凝土的防腐蝕工作提出了更高的要求。因此，必須了解鋼筋混凝土出現(xiàn)腐蝕問(wèn)題的原理與原因，并通過(guò)相應(yīng)措施的實(shí)施，提高鋼筋混凝土的質(zhì)量與抗腐蝕性，增強(qiáng)工程質(zhì)量，從而促進(jìn)建筑行業(yè)進(jìn)一步發(fā)展。

1 鋼筋混凝土腐蝕原理與原因

1.1 原理

通常情況下，金屬腐蝕是指金屬表面在和周邊介質(zhì)發(fā)生電化學(xué)作用或者是化學(xué)變化之后造成的破壞，并且可以被細(xì)分成兩種，即化學(xué)腐蝕與電化學(xué)腐蝕[1]。對(duì)鋼筋混凝土而言，在不同環(huán)境情況下，兩種腐蝕都可能發(fā)生。在鋼筋表面和電解質(zhì)溶液或者是氣體之間發(fā)生接觸而導(dǎo)致化學(xué)作用產(chǎn)生時(shí)，就會(huì)出現(xiàn)電化學(xué)腐蝕。如圖1所示。在這一腐蝕過(guò)程中會(huì)存在電子流動(dòng)，這主要是因?yàn)殡p方在接觸時(shí)很多微小原電池會(huì)出現(xiàn)在鋼筋的表面上，屬于鋼筋表面的一個(gè)自溶解過(guò)程。

1.2 原因

通過(guò)調(diào)查可知，鋼筋混凝土出現(xiàn)腐蝕問(wèn)題的原因主要體現(xiàn)在以下幾方面：首先，氯離子入侵。氯離子屬于較強(qiáng)去鈍化劑，混凝土表面雖然存在一種鈍化膜，但其本身是堿性的。眾所周知，空氣中存在一定比例的氯離子，而在和混凝土內(nèi)部氫氧離子接觸導(dǎo)致化學(xué)反應(yīng)發(fā)生后，會(huì)使其本身堿性降低，并促進(jìn)綠銹的形成，而這些綠銹會(huì)從鋼筋陽(yáng)極遷移到有著較高含氧量的混凝土空隙中，從而最終發(fā)生鋼筋腐蝕問(wèn)題。由此可知，氯離子雖然并沒(méi)有和鋼筋直接反應(yīng)，但在鋼筋腐蝕問(wèn)題產(chǎn)生過(guò)程中，氯離子也發(fā)揮著重要影響。其次，混凝土縫隙。在實(shí)際施工過(guò)程中，因?yàn)楦鞣N材料分量沒(méi)有分配均勻，如石頭、水泥等，經(jīng)常會(huì)造成混凝土縫隙問(wèn)題的出現(xiàn)，這也就導(dǎo)致混凝土內(nèi)部鋼筋會(huì)在空氣中暴露，并和水分、氣體等產(chǎn)生接觸，而在氧化作用與電化學(xué)反應(yīng)的影響下，必然會(huì)導(dǎo)致嚴(yán)重腐蝕問(wèn)題的出現(xiàn)。同時(shí)，地下水與土也會(huì)導(dǎo)致混凝土出現(xiàn)腐蝕情況。地下水屬于復(fù)雜天然溶液，其中包含眾多穩(wěn)定元素，而這些元素導(dǎo)致水呈現(xiàn)出酸堿性，即水具有一定的腐蝕性，在其侵蝕下，鋼筋混凝土必然會(huì)被破壞，主要存在結(jié)晶性、分解性以及分解結(jié)晶復(fù)合性等侵蝕類(lèi)型。而土壤則可以分成濱海鹽土、內(nèi)陸鹽土、酸性土壤以及中堿性土壤四種，并且會(huì)給鋼筋混凝土帶來(lái)不同程度的腐蝕。

2 鋼筋混凝土的防腐蝕措施與工程實(shí)例

2.1 加強(qiáng)對(duì)原材料質(zhì)量的控制

對(duì)鋼筋混凝土而言，鋼筋混凝土樁屬于其中構(gòu)件類(lèi)型，要想促進(jìn)土樁使用壽命的提升，就必須嚴(yán)格遵循相應(yīng)構(gòu)件使用壽命準(zhǔn)則，并且盡可能延緩混凝土出現(xiàn)碳化情況，避免出現(xiàn)堿—骨料反應(yīng)[2]?；炷撂蓟瘜?shí)際上是混凝土和介質(zhì)互相作用導(dǎo)致的一種現(xiàn)象，其中二氧化碳?xì)怏w給混凝土帶來(lái)的作用就是典型表現(xiàn)。同時(shí)，混凝土碳化還極易被工業(yè)區(qū)環(huán)境中的硫化氫、二氧化硫以及海洋環(huán)境中氯離子等引起，并且這一現(xiàn)象出現(xiàn)后會(huì)使孔隙液體pH值下降，通常處在8到10范圍內(nèi)。若鋼筋表面出現(xiàn)碳化情況，那么鋼筋就會(huì)由于表面鈍化膜被破壞而導(dǎo)致銹蝕問(wèn)題的出現(xiàn)，并最終損壞鋼筋混凝土樁結(jié)構(gòu)。結(jié)合相關(guān)研究成果可知，水泥品種用量、混凝土質(zhì)量、外表面保護(hù)措施、構(gòu)件暴露程度以及環(huán)境溫度濕度等是會(huì)導(dǎo)致混凝土碳化的影響因素。

要想在較大程度上促進(jìn)鋼筋混凝土樁質(zhì)量的提升，就必須做好水泥品種選擇、構(gòu)件外表面保護(hù)、混凝土用量與水灰比配置以及混凝土質(zhì)量等方面的工作。例如，在對(duì)石料進(jìn)行選擇時(shí)，應(yīng)該選用“三無(wú)”礦物，即無(wú)活性、無(wú)風(fēng)化以及無(wú)裂隙。在選擇黃砂時(shí)，則應(yīng)該采取細(xì)度模數(shù)處在2.6到2.9范圍內(nèi)的、質(zhì)量較好的淡砂。同時(shí)，還應(yīng)該充分考慮混凝土實(shí)際耐久性要求，保證最大水灰比數(shù)值不超過(guò)0.4，并選擇高效外加劑，在不改變混凝土工作度基礎(chǔ)上，盡可能使水灰比處在0.36到0.4范圍內(nèi)。

堿—骨料反應(yīng)主要是指混凝土中部分活性礦物骨料和孔隙堿性溶液間的反應(yīng)，通常情況下，這一反應(yīng)的發(fā)生需要具備一定數(shù)量活性礦物骨料、充足潮濕度以及堿等條件，而在綜合考慮反應(yīng)機(jī)理與具體影響后可知，這種反應(yīng)的防治措施如下：加強(qiáng)對(duì)低堿水泥的運(yùn)用;積極引進(jìn)非活性骨料;對(duì)外加劑中堿含量進(jìn)行合理控制;進(jìn)一步改進(jìn)混凝土運(yùn)用條件與施工條件;通過(guò)摻合料的運(yùn)用來(lái)將混凝土堿性降到最低。

另外，要想增強(qiáng)鋼筋混凝土樁質(zhì)量，還應(yīng)該做好以下工作：首先，加強(qiáng)對(duì)低堿水泥的運(yùn)用，保證水泥含堿量不超過(guò)0.6%。其次，加大外加劑堿量控制力度。在混凝土技術(shù)發(fā)展過(guò)程中，外加劑發(fā)揮著重要推動(dòng)作用，但也存在引入堿問(wèn)題。通常情況下，萘系高效減水劑中的硫酸鈉含量是10%，若實(shí)際摻量是水泥1%，那么外加劑需要添加0.045%的氧化鈉。因此，在實(shí)際施工過(guò)程中，應(yīng)該加強(qiáng)對(duì)RH1000這一堿含量較低的外加劑的運(yùn)用。最后，采取非活性骨料。對(duì)混凝土而言，骨料礦物成分與活性是導(dǎo)致其出現(xiàn)堿—骨料反應(yīng)的一個(gè)主要因素。因此，在選擇階段，必須嚴(yán)格遵循《規(guī)程》要求，并做好相應(yīng)的檢查工作。同時(shí)，在實(shí)際施工過(guò)程中，還應(yīng)該對(duì)施工條件進(jìn)行改善，為施工質(zhì)量提供有力保障，避免出現(xiàn)因養(yǎng)護(hù)不當(dāng)或者是振搗不密實(shí)導(dǎo)致的干縮裂縫、蜂窩麻面等問(wèn)題，并在最大程度上避免外界水分入侵到混凝土中，以此來(lái)提高鋼筋混凝土樁質(zhì)量。

2.2 保證土樁保護(hù)層厚度的合理性

針對(duì)表面鈍化膜被破壞而導(dǎo)致的銹蝕問(wèn)題，增加保護(hù)層厚度是主要的解決方法，但在結(jié)構(gòu)要求與經(jīng)濟(jì)因素限制下，只能對(duì)保護(hù)層厚度進(jìn)行適當(dāng)增加。在綜合考慮樁型結(jié)構(gòu)與用材要求后，我國(guó)明確規(guī)定了各種樁保護(hù)層的厚度。以渠系建筑物的鋼筋混凝土保護(hù)層厚度為例，其各情況下的最小厚度如下所示：若構(gòu)件處在北方或南方的大氣區(qū)，其最小厚度是50毫米;若構(gòu)件處在北方或者是南方的水下區(qū)，其最小厚度是30毫米;若構(gòu)件處在北方或者是南方的浪濺區(qū)，那么其最小厚度則分別是50和65毫米。同時(shí)，要想對(duì)鋼筋混凝土樁保護(hù)層的厚度進(jìn)行明確，則應(yīng)該加強(qiáng)對(duì)專門(mén)保護(hù)層墊塊的運(yùn)用，并且針對(duì)這種墊塊，不但要保證其強(qiáng)度、密實(shí)度等與實(shí)際需求相符，還應(yīng)該將墊塊厚度的誤差控制在0到5毫米范圍內(nèi)。另外，若鋼筋混凝土的合理使用年限在50年，那么其保護(hù)層厚度應(yīng)該如下所示（部分）：對(duì)于板、墻而言，在室內(nèi)正常環(huán)境中，其保護(hù)層厚度應(yīng)該在20毫米左右;在潮濕、露天等環(huán)境中，其厚度在25毫米左右;在淡水水位變化區(qū)，其厚度是30毫米。對(duì)于梁、柱而言，在室內(nèi)正常環(huán)境中，其保護(hù)層厚度應(yīng)該在30毫米左右;在潮濕、露天等環(huán)境中，其厚度在35毫米左右;在海水水下區(qū)或淡水水位變化區(qū)，其厚度是45毫米。

2.3 對(duì)混凝土構(gòu)成進(jìn)行完善

一方面，加大水膠比與膠凝材料用量控制力度。鋼筋混凝土樁實(shí)際運(yùn)用環(huán)境有著較大復(fù)雜性，以海水環(huán)境為例，在這一環(huán)境條件下，無(wú)法對(duì)樁進(jìn)行分段制作，并且需要嚴(yán)格依照相應(yīng)規(guī)范來(lái)控制最大水灰比與最小水泥用量，以此來(lái)完成混凝土的配制。通常水灰比應(yīng)該不超過(guò)0.4，并且水泥用量應(yīng)該每立方米超過(guò)400千克?？偠灾?，對(duì)凝膠材料實(shí)際用量進(jìn)行有效控制可以有效增強(qiáng)混凝土密實(shí)度與耐腐蝕性能，能夠?yàn)闃痘褂脡勖峁┯辛ΡＵ稀?/p>

另一方面，做好拌和物氯離子含量控制工作。針對(duì)混凝土碳化問(wèn)題，應(yīng)該采取有效控制拌和物氯離子含量方式來(lái)進(jìn)行解決?；炷涟韬土现袠O易存在氯離子成本，因此，在具體選擇過(guò)程中，必須加大控制力度，保證其總含量處在合理限定值范圍內(nèi)，例如，在水利水電工程中，拌和物中應(yīng)該含有的氯離子含量應(yīng)該不超過(guò)0.06%。要想避免總含量大于限定值，在對(duì)鋼筋混凝土樁進(jìn)行生產(chǎn)時(shí)，必須做好檢測(cè)工作，并嚴(yán)格控制養(yǎng)護(hù)用水、外加劑、骨料以及混凝土用水等方面的氯離子含量，保證氯離子含量不超過(guò)水泥重量0.05%。

2.4 做好涂裝與包覆保護(hù)工作

一方面，表層涂裝。將防腐層涂裝到各種類(lèi)型鋼筋混凝土樁也是防腐蝕的有效方式之一，并且施工條件與環(huán)境不同，防腐涂料的運(yùn)用也是多樣化的。通常情況下，防腐涂層可以分成三種，即面漆、中間層以及底漆，在實(shí)際涂裝處理過(guò)程中，必須保證其與廠商要求相符。在涂裝施工中，應(yīng)該注意以下事項(xiàng)：做好進(jìn)場(chǎng)涂料的檢驗(yàn)與保存工作;嚴(yán)格遵循說(shuō)明書(shū)運(yùn)用涂料;在充分考慮施工條件、被涂結(jié)構(gòu)、涂裝要求以及物理性能等內(nèi)容的基礎(chǔ)上，合理選擇涂裝方法;在實(shí)際涂裝之前，應(yīng)該先選擇10平方米試驗(yàn)區(qū)并展開(kāi)試驗(yàn);在完成施工后，應(yīng)該驗(yàn)收涂層的質(zhì)量。

另一方面，包覆保護(hù)。玻璃鋼是一種復(fù)合材料，其具有施工便利、耐腐蝕性好以及強(qiáng)度高等優(yōu)點(diǎn)，并且作為一種防腐蝕性的玻璃鋼，其合成樹(shù)脂應(yīng)該運(yùn)用有著較高韌性與耐候性的樹(shù)脂，而樹(shù)脂含量則需要與結(jié)構(gòu)力學(xué)性能要求相符。在具體施工中，應(yīng)該保證玻璃纖維布的連續(xù)性，并保證相鄰搭邊超過(guò)10厘米;若包覆過(guò)程中出現(xiàn)各種缺陷，如分層、流膠以及表面發(fā)黏等，應(yīng)該立即處理;在包覆過(guò)程中，若氣溫較低，則應(yīng)該運(yùn)用防寒保溫措施，并結(jié)合溫度實(shí)際變化，對(duì)固化劑配比進(jìn)行適當(dāng)調(diào)整，如果溫度不超過(guò)5℃，則應(yīng)該停止包覆工作;應(yīng)該通過(guò)刷子來(lái)完成不飽和樹(shù)脂的涂刷工作。

3 結(jié)語(yǔ)

綜上所述，做好鋼筋混凝土的防腐蝕工作已經(jīng)成為了一項(xiàng)重要工作。因此，必須了解氯離子入侵、混凝土縫隙以及生物腐蝕等原因，并結(jié)合實(shí)際情況，通過(guò)加強(qiáng)對(duì)原材料質(zhì)量的控制、保護(hù)土樁保護(hù)層厚度的合理性、對(duì)混凝土構(gòu)成進(jìn)行完善以及做好涂裝與包覆保護(hù)工作等措施，提高鋼筋混凝土的防腐蝕能力，從而為我國(guó)建筑行業(yè)健康發(fā)展奠定良好基礎(chǔ)。

參考文獻(xiàn)

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