混凝土中钢筋的锈蚀机理及预防措施

混凝土中钢筋的锈蚀机理及预防措施

发表时间：2018-05-28T16:53:43.180Z 来源：《基层建设》2018年第8期作者：葛建

[导读] 摘要：当前建筑最常使用的结构形式就是混凝土结构，由于混凝土结构材料以及使用环境影响情况，将会导致混凝土出现耐久性问题。

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摘要：当前建筑最常使用的结构形式就是混凝土结构，由于混凝土结构材料以及使用环境影响情况，将会导致混凝土出现耐久性问题。在混凝土耐久性问题上最严重的问题就是钢筋锈蚀所导致的问题。本文主要是探讨分析了混凝土中钢筋的锈蚀机理及预防措施，阐述钢筋锈蚀机理和过程，分析导致钢筋出现锈蚀的原因，希望能够对当前施工建设起到一定的参考性价值。

关键词：混凝土钢筋；锈蚀机理；预防措施

在当前各大建筑施工期间最常应用的材料就是混凝土结构，混凝土与钢筋之间存在较强的粘结力，这样就使钢筋能够承受较大重力，满足各项承载需要，在实际应用混凝土结构时会受到自然影响，主要包括酸雨和二氧化碳侵蚀等，温度骤变导致混凝土结构出现冻融现象，以上各个因素都严重影响混凝土结构，降低结构承载力，缩短使用寿命。

1、混凝土当中钢筋锈蚀机理

混凝土在硬化期间会导致水和水泥之间出现化学反映，会生成氢氧化钙物质，少数氢氧化钙会溶解在孔溶液当中形成氢氧化钙饱和溶

液，pH值在12.5以上，此时就会在钢筋表面形成氧化膜液，pH值在12.5以上，此时就会在钢筋表面形成氧化膜该氧化膜的作用在于避免钢筋出现锈蚀现象，只要该膜长时间存在就不会出现锈蚀情况，钢筋表面膜层能够起到阻碍金属离子作用，并且防止金属贴溶解为离子，然而该膜层却无法对电子起到阻挡作用，因此就在钝化膜当中使电子和金属离子建立平衡关系。通常情况下，混凝土结构当中钢筋会受到混凝土保护，隔离钢铁和大气当中的氧化剂。然而混凝土结构大多都存在于大气当中，因此酸雨以及二氧化碳等利用水泥胶体间的空隙进入混凝土结构当中，对其造成影响，还会改变孔溶液的酸碱度，破坏电子平衡关系和钝化膜等，此时钢筋就会出现锈蚀现象。钢筋锈蚀现象通常分为局部锈蚀和大面积锈蚀现象，局部锈蚀主要是氯离子进入混凝土当中，导致钢筋出现锈蚀坑，分布在钢筋当中，随着不断增加的锈蚀情况将会逐渐导致锈蚀坑变深变大。大面积锈蚀主要是由于混凝土出现碳化现象，使混凝土出现剥落和开裂现象。钢筋锈蚀属于电化学反应，如果钢筋表面出现电位差将会开始电化学反应，这样就会破钢筋表面的钝化膜，使其处于活化状态，钢筋表面如果存在离子扩散和电化学反应所需要水分和氧气，将会导致反应过程出现以下几个步骤：

由以上反应图能够看出，氧气供应量与蚀产物成分之间存在较大关联性，钢筋在锈蚀之后会改变生成的锈蚀产物体积，使其出现膨胀等现象，从而挤压保护层混凝土，如果锈蚀产物体积膨胀到一定范围时就会使混凝土出现剥落和开裂现象。混凝土在出现裂缝时间如果出现剥落现象，将会导致钢筋在较短时间内出现锈蚀情况。相比于没有出现锈蚀的产物，出现锈蚀现象的钢筋体积会逐渐膨胀，如下图所示：

尽管氯离子不会产生锈蚀产物，在化学反应期间也不会出现消耗作用，然而会对钢筋钝化膜造成破坏影响，还会提升混凝土电导率，降低孔溶液的pH值，还会加快钢筋锈蚀过程，破坏混凝土结构。

2、混凝土中钢筋锈蚀的预防措施

2.1选择混凝土材料种类

（1）由于水泥类材料的工程性能以及强度主要是利用水泥砂的硬化凝结反应形成的，如果水泥石遭受破坏将会直接影响混凝土耐久性。所以，在选择的水泥时需要全面注重水泥品种的各项性能，选择较小含碱量和干缩性，水化程度低，并具有良好抗冻性能，抗腐蚀性以及抗水性等，在实际选择期间还需要结合实际情况进行。在混凝土性能和强度当中水泥强度不是唯一标准，即使使用标号较低的水泥也能够配置优质量的混凝土。所以在实际工程项目当中选择水泥强度时还需要分析研究企业工程性能，从某个方面来说，工程性能有时会比强度更加重要。

（2）在选择集料时需要全面注重其碱活性，避免在配料期间集料出现反应。在选择级配时也需要注重合理性，这样能够有效改善混凝土搅拌物的和易性，还会显著强化混凝土密实度。按照大量研究文献能够看出，在配置混凝土期间掺加硅粉，矿渣或者煤灰时能够提升混凝土性能，优化内孔结构。

（3）在选择外加剂时需要考虑其性能优良性，将减水剂掺入混凝土当中能够优化其和易性，这样就能够进行良好的振捣和浇筑施工，在确保水泥用量和流动性的基础之上需要最大限度降低用水量。将引气剂掺入到患者混凝土当中能够帮助混凝土当中能够确保混凝土内部结构当中存在较多微小气泡。经过试验证明可以得出，掺加的气泡直径都比较大，引气剂带来的空气泡的孔径一般都在0.2毫米作用，各个气泡之间的间距也只有0.2毫米。在混凝土内部形成较多小气泡，使其在搅拌和浇筑期间滚动摩擦，有效提升物料之间的润滑作用，这样就能够强化拌合物的流动性，在确保混凝土塌落度基础之上全面减少水灰比和用水量，全面提升混凝土抗腐蚀和抗渗性能。

2.2优化混凝土配比设计

在设计混凝土时需要全面考虑耐久性。如果水灰比比较大将会直接影响混凝土耐久性，水分过度蒸发会影响其孔隙率，并且还会影响孔隙当中二氧化碳的扩散程度，还会加快钢筋锈蚀情况。控制水灰比也能够降低混

凝土拌合物凝结之后的水分，避免产生毛细孔道和孔隙，减少渗透性。在满足混凝土强度时还需要最大限度降低用水量和水泥量，全

面减少水化热现象，避免出现较多的收缩裂缝，全面加强密实度。其次，需要按照环境因素设计混凝土结构构件，防止外界物质渗入内部。

3、结束语

综上所述，除了以上各项措施之外，还可以应用对混凝土钢筋进行防腐处理，可以患者使用环氧树脂粉末在其表面形成防腐涂层，这样能够长时间保护钢筋，不受到其他因素影响。在混凝土当中钢筋锈蚀问题将会对混凝土结构安全质量造成较大影响，因此在配置混凝土期间需要全面做好钢筋防锈防腐处理，这样才能够从根本上确保钢筋完好性，提升混凝土质量。

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