钢筋锈蚀的危害及防护

钢筋锈蚀的危害及防护

发布者：质监站·办公室发布日期：2010-12-21 来源：烟台住房和城乡建设信息网

钢筋锈蚀是混凝土结构的第一破坏因素。以下分析钢筋锈蚀的危害并提出防治措施。

一、钢筋锈蚀的危害

钢筋锈蚀通常表现在混凝土表面沿受力钢筋方向出现裂缝，并带有锈斑。这种裂缝表明，膨胀的铁锈足以使混凝土开裂。

钢筋锈蚀不仅能削弱其截面面积，使构件承载能力下降，还会降低钢筋与混凝土的握裹力，影响两者共同工作的性能。同时，由于钢筋锈蚀后体积膨胀，造成混凝土保护层破裂，甚至脱落，从而降低了结构的受力性能和耐久性能。

二、产生钢筋锈蚀的原因

在混凝土结构中，钢筋受到周围混凝土的保护，一般并不被腐蚀，只有在一定条件下才产生锈蚀。

1．混凝土碳化造成钢筋锈蚀

正常情况下，空气中的二氧化碳气体在混凝土表面逐渐被氢氧化钙吸收，形成碳酸钙，这种现象称为混凝土碳化，碳化的速度除与二氧化碳的浓度有关外，还取决于相对湿度及混凝土的密实度等。一般状态下，由于水泥的水化作用，混凝土内的pH值为12～13，在此环境下，钢筋周围形成一种保护膜，即钝化膜，可保护钢筋不被锈蚀；当pH值小于9时，该钝化膜即遭破坏。只有在混凝土内碱度降低，也就

是说碳化深度达到或超过钢筋保护层时，钢筋表面的钝化膜被破坏，钢筋才开始锈蚀。

2．与环境湿度密切相关

在十分潮湿的环境中，即相对湿度接近100％时，混凝土孔隙中充满水分，二氧化碳气体不容易透入，难以造成钢筋锈蚀。当相对湿度低于60％时，在钢筋表面难以形成水膜，钢筋几乎不生锈。而当空气相对湿度在80％左右时，有利于碳化作用，混凝土中钢筋就容易被锈蚀。

3．混凝土振捣不密实或存在裂缝造成钢筋锈蚀混凝土水灰比过大，水泥用量过少，混凝土振捣不密实及养护不到位，或在混凝土浇筑过程中产生露筋、蜂窝、麻面等，会使混凝土孔隙过大或存在裂缝，便于空气中的水和二氧化碳气体侵入，引起钢筋锈蚀。

4．混凝土内掺加氯盐造成钢筋锈蚀

氯盐在提高混凝土的早期强度和防冻方面是很有效的，但如果掺量过多，过量的氯离子会破坏钢筋表面的钝化膜，从而导致钢筋锈蚀。故规范规定一般混凝土结构中氯盐掺量不得超过水泥重量的l％。

5．侵蚀性气体的侵入造成钢筋锈蚀

当空气中含有工业废气，如氯化氢和氯等酸性气体，将同样被混凝土吸收而与氢氧化钙结合，造成混凝土碱度迅速下降，使钢筋遭受锈蚀。

三、钢筋锈蚀预防措施

针对钢筋锈蚀产生的原因，保证混凝土的高碱度和防止有害离子的入侵便是预防钢筋锈蚀的基本出发点，提高混凝土自身的防护能力便是最基本的措施，但在特别恶劣的腐蚀环境下，还应采取特别措施。

1．提高混凝土自身的防护能力

提高混凝土自身的防护能力主要靠提高混凝土的密实性，降低有害离子入侵和减缓碱度损失。施工时应选择优质材料，严格把好材质、水灰比、水泥用量、外加剂的种类及掺量、混凝土振捣和养护等关键工序，确保混凝土的密实度，必要时可适当增加保护层厚度。需要强调的是，混凝土中氯盐类外加剂的应用应慎重，禁止使用氯盐的结构，绝对不能使用。

2．外涂隔离层

这种方法能够提高混凝土防水性及耐久性，隔离腐蚀环境可延缓碳化速度，起到保护混凝土的作用。施工时，首先应清除混凝土表面附着物，用水冲洗后令其充分干燥，在构件外表涂抹砂浆或绝缘层，如沥青漆、环氧树脂涂料等进行防腐。

3．特种钢筋

在混凝土中使用耐腐蚀钢筋、镀锌钢筋和环氧涂层钢筋，能有效地隔离渗入混凝土内的有害离子与钢筋接触，从而保护钢筋不受锈蚀。

4．钢筋阻锈剂

在混凝土中加入钢筋阻锈剂，阻止有害离子对钢筋造成锈蚀或减缓其锈蚀速度。

四、钢筋锈蚀的修补措施

钢筋锈蚀后其周围的混凝土已丧失对钢筋的保护能力。怎样重新保护已经锈蚀的钢筋，尚存在许多技术问题，如碳化控制、氯离子渗透控制及防锈机能等。目前常采用的技术方法主要有以下两种。

1．覆盖法

通常使用环氧树脂砂浆或环氧树脂混凝土，基本方法是，尽可能敲掉劣化的混凝土，再对混凝土表面及钢筋表面做喷砂处理，用环氧树脂砂浆或混凝土进行断面修复及表面覆盖处理，目的在于防止氯化物或氧气的侵入。再用聚氨酯类材料做表面覆盖，以提高其耐候性。这种方法不仅可以延缓混凝土碳化，而且能有效地阻止有害离子的侵入，具有良好的修补效果。另外，可采用防锈材料制成修补砂浆或细石混凝土，处理受腐蚀部位。对于已经锈蚀的钢筋，完全除锈和凿除受污染的混凝土非常困难时，这是一种补偿方法。这种砂浆或混凝土除能隔离腐蚀环境外，主要依靠其防锈成分，抑制混凝土内部有害离子的作用，从而阻止钢筋进一步锈蚀。这种方法适用于对建筑物的早期治理。

2．更换保护层混凝土方法

更换保护层混凝土是一项施工技术要求高、施工管理要求严的工作，如果不小心，不仅达不到预期的目的，而且还会出现工伤事故。因此，在施工前，应制订安全技术措施及施工方案，并据此对构件进行支撑卸载。对于受弯构件，支撑要使施工区段的受拉钢筋基本不受力或仅受很小的力。施工时，应分段铲除保护层混凝土，并分段补浇，随铲随浇，凿除钢筋保护层混凝土至少超过钢筋位置20mm，使修补材料能很好地包围钢筋和原混凝土。锈蚀的钢筋应进行除锈，对于锈蚀严重、有效面积减小的宜增配相应截面积钢筋补强。冲洗原混凝土表面，在钢筋上涂刷阻锈剂，重新浇捣或喷射掺有阻锈剂的细石混凝土保护层，其强度等级应比原混凝土提高一级。对新旧混凝土结合面以及分段施工混凝土结合面，均应做界面处理。无论是氯盐引起的钢筋锈蚀还是碳化引起的钢筋锈蚀，这种方法都是可行的。随着新材料、新工艺的不断出现，其他的修复技术也在不断地发展。应该指出，防治钢筋锈蚀的任何技术措施，都必须建立在可靠的工程质量基础上。混凝土工程是一个复杂的体系，钢筋锈蚀破坏，首先与混凝土质量有关。实践证明，对腐蚀环境认识不足或没有采取适当的防护技术措施，是导致钢筋锈蚀过早出现的重要原因。目前钢筋的防护技术是多种多样的，并且在迅速发展中。具体施工时，应慎重制订修复方案和正确选择材料与施工工艺，以避免陷入“坏了修，修了坏”的恶性循环。