鋼筋銹蝕的原理、防止與處理

鋼筋銹蝕的原理、影響因素、防治鋼筋銹蝕分為在加工完成至混凝土澆筑期間的銹蝕和混凝土澆筑完成后的內(nèi)部銹蝕。首先要明白鋼筋銹蝕產(chǎn)生的原理，然后采取針對(duì)性的防止措施，對(duì)已銹蝕的鋼筋采取合理有效的處理措施。鋼筋銹蝕的原理：鋼筋混凝土的碳化作用由于鋼筋混凝土并不是完全密實(shí)的，鋼筋混凝土在水泥硬化作用后由于氫氧化鈣的堿性作用會(huì)使鋼筋混凝土內(nèi)部的鋼筋表面形成致密均勻的鈍化保護(hù)膜，避免銹蝕作用的影響。但是由于混凝土不能完全密實(shí)，混凝土在空氣中的CO2的影響作用下，氫氧化鈣會(huì)與其發(fā)生化學(xué)反應(yīng)生成碳酸鈣，進(jìn)而使混凝土原有的堿性環(huán)境逐步減弱，混凝土中保護(hù)鋼筋鈍化膜，最低堿度PH值不小于11.5，而碳化結(jié)果可使混凝土的PH值低于9.0，原有的鈍化保護(hù)膜被破壞，進(jìn)而造成鋼筋開(kāi)始銹蝕。水泥中水化產(chǎn)物之一約占10~15％它一方面提高混凝土的堿度，同時(shí)也是最不穩(wěn)定的成分最容易與酸性介質(zhì)發(fā)生中和反應(yīng)，使混凝土中性化?；炷林斜Ｗo(hù)鋼筋鈍化膜，最低堿度PH值不小于11.5，而碳化結(jié)果可使混凝土的PH值低于9.0，因而使鈍化膜破壞，鋼筋發(fā)生銹蝕。2.氯離子對(duì)鋼筋混凝土的銹蝕作用氯離子對(duì)于混凝土內(nèi)部鋼筋的銹蝕作用機(jī)理，主要有以下幾方面：氯離子導(dǎo)致鋼筋鈍化保護(hù)膜失效。由于鋼筋的鈍化保護(hù)膜是在混凝土原有的堿性環(huán)境下形成的，二氯離子進(jìn)入混凝土后會(huì)導(dǎo)致堿性環(huán)境的破壞，氯離子不斷吸附于鈍化膜附近形成酸性環(huán)境，導(dǎo)致其保護(hù)作用逐步減弱。（2）氯離子在混凝土內(nèi)部形成腐蝕電流，導(dǎo)致鋼筋的電化學(xué)腐蝕。由于鋼筋混凝土鈍化保護(hù)膜的破壞會(huì)導(dǎo)致腐蝕電位差的出現(xiàn)，而氯離子則大大降低了混凝土的電阻值，造成鋼筋鈍化保護(hù)膜邊緣的腐蝕電流最大，促進(jìn)了鋼筋腐蝕的進(jìn)一步發(fā)展。此外，氯離子與鋼筋中的鐵結(jié)合形成具有水溶特性的氯化鐵，氯化物不僅是一種鋼筋腐蝕的催化劑，還屬于較強(qiáng)吸濕作用的鹽，會(huì)導(dǎo)致氯離子在混凝土內(nèi)部的不斷滲透，最終導(dǎo)致鈍化保護(hù)膜的徹底破壞。（3）氯離子與水泥化學(xué)反應(yīng)對(duì)鋼筋銹蝕的影響。由于水泥的主要成分鋁酸三鈣在特定的化學(xué)條件下會(huì)與滲入混凝土中的氯離子發(fā)生化學(xué)反應(yīng)形成特性較為穩(wěn)定的化學(xué)物，這可以降低混凝土中氯離子的含量進(jìn)而避免鋼筋的銹蝕作用。但是這種化學(xué)物質(zhì)只有在堿性條件下才能保持穩(wěn)定，當(dāng)混凝土酸堿環(huán)境發(fā)生變化時(shí)，會(huì)導(dǎo)致期分解進(jìn)而增加氯離子的含量，導(dǎo)致鋼筋表面的氯離子濃度升高，對(duì)于防止鋼筋銹蝕作用的發(fā)生是十分不利的。（4）氯離子在鋼筋混凝土銹蝕過(guò)程中的陽(yáng)極去極比作用對(duì)于鋼筋腐蝕的化學(xué)反應(yīng)，其實(shí)質(zhì)是的陽(yáng)極反應(yīng)過(guò)程，即鐵原子失去電子形成亞鐵離子，亞鐵離子如果不能及時(shí)脫離而累積與陰極表面會(huì)導(dǎo)致陽(yáng)極反應(yīng)的受阻，這一過(guò)程即為陽(yáng)極極化過(guò)程。但是如果而亞鐵離子與氯離子結(jié)合形成氯化亞鐵，則會(huì)促進(jìn)陽(yáng)極反應(yīng)的發(fā)生，進(jìn)而起到加速去陽(yáng)極化的過(guò)程。由于氯離子具有可溶性，當(dāng)期與混凝土內(nèi)部的氫氧根離子相遇時(shí)會(huì)生成難溶的氫氧化亞鐵，導(dǎo)致混凝土內(nèi)部生成鐵銹，而氯離子隨即與亞鐵離子脫離繼續(xù)作為催化劑促進(jìn)去陽(yáng)極化作用，造成循環(huán)連續(xù)的化學(xué)破壞過(guò)程。鋼筋銹蝕的影響因素有:混凝土pH值的影響研究表明，鋼筋銹蝕速度與混凝土液相的pH值有密切關(guān)系。當(dāng)pH值大于10時(shí)，鋼筋銹蝕速度很??；而當(dāng)pH值小于4時(shí)，鋼筋銹蝕速度急劇增加。由于混凝土碳化后pH值降低，因而隨著碳化深度的增加，鋼筋的銹蝕率也相應(yīng)增加。我國(guó)建研院混凝土研究所的研究工作表明，鋼筋的預(yù)防鋼筋銹蝕的措施：針對(duì)能對(duì)鋼筋銹蝕產(chǎn)生影響的各個(gè)因素，預(yù)防鋼筋銹蝕和減輕鋼筋銹蝕的嚴(yán)重性，3.1增強(qiáng)混凝土的密實(shí)度，改善混凝土的孔結(jié)構(gòu)，減緩混凝土的碳化速度，而且能增強(qiáng)對(duì)電流阻力，改善孔結(jié)構(gòu)是預(yù)防銹蝕的主要措施。3.2為了干縮裂縫，可在混凝土中減縮劑，在超長(zhǎng)的結(jié)構(gòu)的混凝土可摻加補(bǔ)償收縮的混凝土的外加劑。3.3在使用環(huán)境惡劣的混凝土工程，根據(jù)工程防情況可采用涂刷油漆、瀝青，也可采用聚乙烯或石蠟侵漬混凝土表面等措施，是很有效的。3.4在混凝土表面抹一層1：2水泥砂漿防水層，具有加厚保護(hù)層作用，對(duì)預(yù)防混凝土中鋼筋銹蝕效果明顯。3.5摻氯鹽阻銹型的防凍劑一定要按規(guī)定摻，并且不能用于預(yù)應(yīng)力混凝土。3.6對(duì)保護(hù)層表面裂縫，許多人認(rèn)為不影響混凝土結(jié)構(gòu)事實(shí)對(duì)鋼筋銹蝕是致命的，所以保護(hù)層的裂縫和表面缺陷：如脫落、掉角、露筋、蜂窩都必須進(jìn)行處理，否則雨水及有害氣體滲入，會(huì)加快鋼筋銹蝕。3.7采用涂層保護(hù)鋼筋表面或混凝土表面目前，涂層鋼筋已在工程中應(yīng)用，常見(jiàn)的有鍍鋅鋼筋和有機(jī)涂層鋼筋（主要是環(huán)氧涂層鋼筋）；此外，在混凝土結(jié)構(gòu)表面以防水、防腐、絕緣等性能良好的有機(jī)涂層或無(wú)機(jī)涂層，能有效的防止或減緩鋼筋銹蝕。3.8采用特制混凝土在高腐蝕環(huán)境中，通常的混凝土不能滿足其使用要求時(shí)，可采用特種混凝土包括有機(jī)物改性的水泥混凝土、耐酸、耐堿混凝土，聚合物混凝