钢筋砼防腐措施

鋼筋混凝土之防蝕:

不銹鋼的成分中，大部分是鐵，而鐵很容易生鏽！為什麼鐵容易生鏽？除了由於它的化學性質活潑以外，與外界條件也極有關係！水分是使鐵容易生鏽的重要條件之一！

但曾有科學家們證明：在絕對無水的空氣中，鐵放了幾年也不生鏽。然而，光有水也不會使鐵生鏽！人們曾經試驗過：把一塊鐵放在煮沸過的密閉蒸餾水瓶裡鐵並不會生鏽。必須有氧、有水的環境，才容易生鏽。以下針對生鏽的原理作基本的介紹：基本上鐵的生鏽是一種氧化還原反應，它包含許多電子的移動。海水中含豐富的鹽(NaCl)，導電性高，又為電解質，會加速生鏽速率。例如，海砂中的鹽有解潮性，能自行吸收水份，因此如在混凝土中加入海砂，很容易造成鋼筋腐蝕，影響建築物安全，形成所謂的『海砂屋事件』。

腐蝕（一般俗稱為生銹）反應是發生在一個金屬表面的液體薄膜上〃它是一個氧化還原反應；在氧化還原反應中，當金屬被氧化時，較積極( 侵略性)的種類會被還原〃鐵（Fe）腐蝕於任一事件(氧化or還原)，是由它環境中的pH值所決定〃

於酸性的溶液中，質子（H+）被還原成氫氣（H2）：

Anodic 半反應：Fe Fe2+＋2E-（氧化）

Cathodic 半反應：2H+＋2E- H2（還原）

全部的反應式：Fe＋ 2 H+ Fe2+＋H2

於中性和鹽基的溶液中，溶解氧（O2）被還原成氫氧離子（OH-）：

Anodic 半反應：Fe Fe2+ ＋2E-（氧化）

Cathodic 半反應：O2 ＋2H2O ＋ 4 E- 4OH-（還原）

全部的反應式：2Fe＋O2＋H2O 2Fe2+ ＋4O H-

於兩事件中，鐵被氧化成一個可溶解的鐵離子（Fe2+），使這金屬開始溶解〃不銹鋼的主要防蝕原因之一，是在於不銹鋼的成份中含有鉻(Cr)！不銹鋼簡單地需要是徹底地清潔（包含degreasing和descaling）；它將然後形成一個被動的層，曝露於大氣中時，成份中的鉻會與空氣中的的氧氣(O2)結合，而形成氧化鉻(Cr O2)的薄膜，氧化鉻(Cr O2)與一般鐵銹(氧化鐵Fe2 O3),之特性不同，氧化鉻(Cr O2)薄膜有強烈的附著性，會牢牢的吸附在不銹鋼的表面，而形成保護層，防止不銹鋼的內部持續被氧化！而氧化鐵(Fe2 O3)之氧化特性不同，一般鐵材在形成氧化

層後，會在表面慢慢的形成裂痕，並與母材剝離，而造成持續性氧化！如『海砂屋事件』中的鋼筋爆裂。鐵鏽的成分很複雜，主要是氧化鐵、氫氧化鐵……..等。而氧化鐵又分為四氧化三鐵(Fe3 O4)及三氧化二鐵(Fe2 O3)，反應式與上述之反應式大同小異，茲不在此贅述。

其實，最普通的防鏽方法是在鐵的表面塗上油漆（如烤漆鋼板）或者鍍上別的不容易生鏽的金屬（如鍍鋅鋼板）。例如：車子噴漆、罐頭鍍錫…等。氧化鉻(Cr O2)薄膜類似一種極薄而又透明的鍍層，所以在不銹鋼成品的表面可以保持美麗的金屬光澤！而其優於烤漆鋼板或者鍍鋅鋼板的主要原因是這一個氧化鉻(Cr O2)薄膜受到破壞之後，次表皮的鉻又立刻形成氧化鉻薄膜，保護不銹鋼的內部並維持金屬光澤！不銹鋼是一種鉻、鉬、鎳和其他非鐵金屬物質的合金，它並不是不生鏽（腐蝕），其區域腐蝕會發生在於任一種從機器或鋼製工具加工所留下的鐵，或者從焊接中鉻已消耗的鐵基中。這些瑕疵必定得在一個不銹鋼組件使用於任何目的(從建築業到外科醫學)之前加以補救。

ex: 鹽酸不能放在不銹鋼槽中嗎？

在先前的文章中曾提到：有一家位於楠梓地區的工廠訂做了一只#304不銹鋼循環槽盛裝鹽酸，竟然在使用後一週之內，蝕孔兩次！難道不銹鋼做的桶槽不能裝鹽酸嗎？提到這個問題又要牽涉到前文的『海砂屋事件』的原理！鹽(NaCl)是一種導電性極高的電解質，這電解質會破壞已緊緊地黏著鋼材的氧化鉻薄膜。鹽酸（HCl）的化學活性（或說腐蝕性）又較NaCl更好，加以氫離子的幫助，氧化鉻薄膜中的氧，常會遭置換而解離！而鉻原子便被析出，缺鉻的鐵基便難逃被腐蝕的厄運了！這一只#304不銹鋼循環槽盛裝鹽酸，不但鹽酸有沖刷的作用，而且鹽酸本身有加溫，溫度對於腐蝕的進行會有加速的作用！但即便如此，業主仍不免懷疑一週之內，蝕孔兩次，「紙糊的，也沒這濫！」業主的話的確沒錯，即便是裝鹽酸，鹽酸又加溫，用一般碳鋼板製成的桶槽可能也沒這麼快就被蝕穿！所以就有必要來檢視一下蝕孔的位置！製作不銹鋼循環槽的廠商一再強調，施工程序沒問題，證據就是所有的焊道都沒被蝕穿，但為何蝕孔的位置又都在焊道兩側呢？提到這個問題則牽涉到另一個重要的原理-「敏化現象」！不銹鋼的主要防蝕原因之一，是在於不銹鋼的成份中含有鉻(Cr)，而不銹鋼中的鉻在高溫冷卻時，會有往晶界擴散析出的現象！晶界表面的鉻原子都析出後，晶界表面就會變成一層「乏鉻層」，而缺少抵抗腐蝕的能力，這種現象稱為「敏化現象」。而焊道兩側正是焊接的餘溫所遺留的「熱影響區」。就現象來推論，不銹鋼循環槽的蝕孔，應該就是敏化所造成！補救的方法只有重新對焊道作一次固溶化，讓鉻原子固化於晶粒內！但令人遺憾的卻是去年一年中，就筆者所知發生於台灣、與「敏化現象」有關的案件就有三件。其中兩件都是發生在海邊的村鎮，施工單位以不銹鋼管抽送海水，短短三個月內，管路的焊接點附近發生嚴重的蝕孔，造成許多工程重製與財物損失！

除此之外，不銹鋼仍有許多先天的限制！在各種不同的的酸性環境中，必須要選用不同種類的不銹鋼。

海砂屋正名為「高氯離子含量之混凝土建築物」。混凝土鋼筋腐蝕的原因，除了海砂中氯離子侵入混凝土增加腐蝕的機率外，尚需考慮混凝土保護層厚度，混凝土配比，施工品質及建築物所處環境如鹽分，海風或氣候潮濕等因素由於這些因素的綜合效應的具體表現是對建築物的鋼筋造成腐蝕，且其形成須經一段時間後，才能顯現出，無法由建築物外表判斷，因此，鑑定建築物混凝土中是否摻用海砂，除了由外表目視初步檢視如白華、析晶、鏽斑、表面銹蝕且呈褐色或鏽蝕部分脫落等現象外，最可靠的方法就是檢側目的建物混凝土中的氯離子含量是否超過國家標準再依據檢測結果採取適當的防蝕措施，以維護建築物安全。

建築物鋼筋表面的混凝土品質因中性化或氯離子侵入將造成鋼筋腐蝕，當鋼筋腐蝕生成物的體積比鋼筋體積大至3-7倍時，會對混凝土產生張力，造成擠壓；累積到某一個程度時，混凝土表面會產生裂縫。而裂縫將導致愈多鋼筋生鏽，造成混凝土剝落，鋼筋外露，將影響建物結構。而鄰近國家日本採用「浸漬式除鹽法」及「灑水法」。利用淡水沖洗去鹽，使得海砂中氯離子含量合於標準，且經處理後的海砂使用量幾乎佔砂石總用量40%。所以，使用未經處理的海砂，其海砂之氯離子含量不符規範，才是造成「海砂屋」現象的因素。

海砂屋是指建築房屋時混凝土所用的砂，用的是來自海邊的海砂而非正常所用的河砂。海砂若沒有經過去氯離子處理，短期會使牆面滲出白色的痕漬，長期則會加速腐蝕鋼筋，鋼筋因銹蝕膨脹造成混凝土塊剝落，嚴重損害房屋的結構體。所謂海砂屋，即建築房屋時混凝土所用的砂；用的是來自海邊的海砂而非正常所用的河砂。由於海砂中含有氯離子，短期會使牆面滲出白色的痕漬，即俗稱之「壁癌」，長期則會加速腐蝕鋼筋，造成混凝土塊剝落，嚴重損害房屋的結構體。