浅析钢筋混凝土结构防腐问题及处理

浅析钢筋混凝土结构防腐问题及处理

人类生存的生产(生活)环境中往往存在多种酸、碱、盐等腐蚀性介质，对钢筋混凝土结构造成严重腐蚀，钢筋混凝土结构如何腐蚀，须首先针对结构的腐蚀特征进行分析，然后就结构本身的形式及构造采取具体处理措施，以增强构件的自身防腐能力。

１．介质对钢筋混凝土结构的腐蚀机理

介质对钢筋混凝土的腐蚀，主要是指对组成其构件的常用建筑材料——混凝土中的主要成分水泥、钢筋的腐蚀。

腐蚀介质可分为酸、碱、盐三大类，其腐蚀机理各不相同。酸性介质能破环混凝土保护层进而破环钢筋表面钝化膜以锈蚀钢筋。在干湿交替环境中，侵入混凝土内部的盐类介质因产生结晶而体积膨胀，并在水泥内部产生压力，使混凝土逐渐剥落，进而对钢筋造成腐蚀。碱性介质侵入混凝土后，当处于干温交替作用时主要对混凝土有一定的结晶破环作用。

酸、碱、盐三类介质虽腐蚀过程各异，其破坏途径与最终结果却很相似。三者均是通过混凝土的微小裂缝向内渗透并发生作用而生成结晶盐，或是使混凝土产生内部应力，或是进而使钢筋锈蚀膨胀，导致构件本身酥松、开裂、剥落、强度降低、弹性模量变化、主筋强度下降，最终使构件丧失承载能力。

2.结构自身防腐特征

构件的腐蚀程度与混凝土保护层厚度，构件表面裂纹大小、混凝土的密实性、钢筋类型及环境因素影响等极为相关。

适当加大混凝土保护层

大量工程调查和试验结果表明，钢筋混凝土结构的混凝土保护层厚度直接影响构件的耐久性。当构件混凝土保护层厚度加大到一定值时(如梁柱为35mm)，钢筋腐蚀程度极轻微(如小于甚至不被腐蚀，混凝土保护层亦不出现裂缝；当保护层厚度按常规设计(如梁柱取25mm)时，钢筋严重腐蚀其足以使混凝土保护层出现顺筋裂缝或剥落。这在湿度较大的腐蚀环境中尤为明显。

在加大构件混凝土保护层厚度时不得采用原构件断面高度，即必须保持断面的有效高度h0不变。否则反而降低构件抗裂刚度而加速裂缝开展。这是在适当加大保护层厚度增强构件本身防腐能力时所不容忽视的。

限制表面裂缝宽度的作用

限制表面裂缝宽度对构件防腐的作用是显而易见的，关键是需要作定量分析。

从图中可以看出，裂缝愈宽，构件混凝土保护层完全中性化的速度愈快，一旦钢筋表面钝化膜被破坏，钢筋直接受到腐蚀的程度也愈严重。反之，适当限制主要承重构件裂缝宽度，如理论值以δf 为~，且在其强度计算上考虑一定的安全储备，将有利于提高构件本身在腐蚀介质环境中的耐久性。

增强混凝土密实度的作用

构件的密实度与混凝土强度等级、水灰比有关。强度愈高，孔隙愈小，混凝土中性化迅速降低；水灰比愈小，密实性愈好，且其碱

性随水泥用量的增加而提高，中性化速度也随之减慢。因此提高混凝土标号与适当降低水灰比，即增加混凝土的密实性，可能提高构件的抗渗能力，减缓构件的腐蚀速度。

选用不同钢种钢筋的作用

构件所采用的钢筋种类不同，防腐蚀的程度也不相同。一般，在相对湿度大于60%，有腐蚀介质作用的环境中，钢筋的腐蚀速度约为大气中的数十倍。此外，钢筋锈蚀物的多少还关系到混凝土与钢筋间被破环的握裹力的大小。主要承重构件的主筋与箍筋梁用锰钢时防腐性能稍好。

3.钢筋混凝土结构的防腐措施

混凝土上部结构设防

柱、梁、楼板及屋盖，除楼面主要受液相腐蚀介质作用外，均主要受气相介质腐蚀。采取以下措施可提高各构件防腐蚀能力：(1)混凝土保护层厚度在按有关规定的基础上增加5-10毫米，并保持断面不变。

(2)在按强度计算柱及主梁时，钢筋量适当增加10％-15％，以留出一定的防腐蚀安全储备。

(3)主要承受构件适当加大断面并控制δf不小于毫米。

(4)制主要承重构件混凝土强度不小于20 mp，水灰比不大于。适当掺入减水剂并保证其抗渗标号不小于。

(5)钢筋尽量采用锰钢，在满足抗裂要求的前提下尽可能采用粗钢筋。

(6)超静定结构构件的内力必须按弹性体系计算，不得考虑塑性应力重分布。

(7)有条件时优先采用预应力构件。

钢筋混凝土基础设防

基础主要受液相腐蚀介质作用，这类腐蚀往往比气相类介质直接，其侵蚀性也比前者严重。同时，由于液相介质污染地基土和地下水，不仅腐蚀基础，也会使土体膨胀产生内力，破坏原有土体结构。特别是当有地下水作用而造成土壤内孔隙率增加时，还导致地基沉陷，既破坏基础又严重影响上部结构。因此，作好地面防腐蚀介质渗入地下是至关重要的。同时，基础外表面应作必要的防护，且应与保护地基土紧密地结合起来。

(1)选用抗渗性及固结程度较好的粘土层作为持力层(包括采用

毛石混凝土垫底时毛石混凝土的下卧层)。

(2)在粘土类地基中应使基础埋深不小于米。这类土污染程度自上而下逐渐减轻，其污染极限一般为750毫米深。基础埋深不小于米即可避免腐蚀介质的侵蚀。

根据以上分析及腐蚀环境，条件与构件的具体位置，采取相应措施加强钢筋混凝土结构的防腐能力。