曹 立 梅

(郑州升达经贸管理学院，河南 新郑 451150)

1 钢筋混凝土中钢筋锈蚀的危害及钢筋锈蚀的破坏特征

1.1 钢筋锈蚀的危害

钢筋锈蚀在房屋建筑、公路、桥梁、大坝等混凝土结构中都普遍存在，钢筋锈蚀影响结构耐久性，容易造成各种安全隐患，危害到了人民的生命安全。图1表明了钢筋锈蚀对建筑结构的一系列危害。

1.2 钢筋锈蚀的破坏特征

1)混凝土沿钢筋开裂。

混凝土本身的抗弯性、抗裂性能差，钢筋锈蚀后会使钢筋体积膨胀，会在混凝土表面沿钢筋布置方向产生裂纹。实验研究表明，由于受所处环境的影响，裂缝处(若形成腐蚀电池)钢筋锈蚀的速度很可能比暴露于空气中的钢筋的锈蚀速度还快。

2)“握裹力”下降与丧失。

由于混凝土中的钢筋发生锈蚀，使得钢筋与混凝土界面上形成了一层疏松的锈蚀层，破坏了钢筋表面与水泥胶体之间的化学附着力，并减少了钢筋与混凝土之间的摩擦系数；钢筋横肋的锈损，降低了其与混凝土之间的机械咬合力；钢筋锈蚀后体积膨胀会导致混凝土保护层开裂，减小了混凝土对钢筋的束缚，从而降低了钢筋与混凝土之间的粘结锚固作用，以及最终降低钢筋混凝土构件的承载力和适用性。

3)钢筋断面损失。

混凝土中钢筋的腐蚀常常是以局部腐蚀为主，研究表明它甚至比全面腐蚀造成的危害还大，它会在钢筋表面产生蚀坑，造成钢筋断面的损失。

4)钢筋应力腐蚀断裂。

钢筋在特定的腐蚀环境下会发生应力腐蚀断裂。构件上由于腐蚀与应力的相互促进使钢筋表面产生微裂纹，接着腐蚀沿裂纹深入，应力再促使裂纹发展，如此周而复始，使得钢筋在受力过程中可能发生突然断裂。

2 钢筋混凝土中钢筋锈蚀的影响因素

2.1 混凝土碳化的影响

混凝土碳化是指混凝土中水泥的水化产物氢氧化钙与空气中的二氧化碳发生化学反应，而后变成碳酸钙，碳酸钙比氢氧化钙的密度大，故体积变小。因此，混凝土碳化会引起混凝土的收缩，从而导致混凝土表面裂缝的出现，使有害离子通过裂缝更容易进入混凝土内部，使钢筋发生锈蚀。图2为混凝土碳化和钢筋锈蚀示意图。

混凝土碳化后的pH值大大降低，钢筋便更容易受到侵蚀。研究表明当10

2.2 水灰比

水灰比是混凝土中水的用量与水泥用量的重量比值，比值越大，混凝土中孔隙就越多，密实度就越低，则混凝土就会加快碳化的速度。

2.3 水泥品种

不同种类的水泥的混合料不同，即矿物成分的含量是不同的。若水泥的碱性成分较低，混凝土本身的抗碳化能力就低，那么钢筋更容易被锈蚀。水泥品种的不同对混凝土的抗渗性还会有所影响，不同品种的水泥对引起钢筋锈蚀因子的抵抗能力是不同的，比如矿渣硅酸盐水泥、粉煤灰硅酸盐水泥的碳化速度都高于硅酸盐水泥。

2.4 氯离子的侵蚀

混凝土中钢筋的锈蚀跟氯离子的含量关系也很大，氯盐的掺量应少于水泥重量的1%[1]。氯离子可以渗透过混凝土保护层到达钢筋表面。氯离子的侵入会使混凝土的pH值急剧下降，致使钢筋被侵蚀。

2.5 混凝土的保护层厚度和密实度

混凝土的保护层厚度和密实度也是影响钢筋锈蚀的两个重要原因，钢筋混凝土内部的钢筋由外部的混凝土保护，由于混凝土的高碱性会使钢筋表面形成一层保护膜，其次，一定厚度密实的保护层能够对外界腐蚀介质的渗入起到有效的阻隔作用，可以有效地防止或推迟钢筋的锈蚀，这都取决于混凝土施工质量的好坏。

2.6 温度与湿度

混凝土碳化反应的发生与环境相对湿度和温度的升高、交替变化密不可分。混凝土孔隙水饱和度直接影响着二氧化碳、氯离子等各种化学介质的扩散。若相对湿度很低，混凝土处于干燥状态(相对湿度不大于25%)，即使二氧化碳的扩散速度很快，但缺少液相环境，碳化反应也不易进行。环境相对湿度还影响着钢筋的电化学腐蚀速度。

2.7 混凝土的裂缝

混凝土的配合比、施工质量、混凝土的干缩、外部荷载的作用、碱骨料反应、养护不当等都会导致混凝土的开裂。裂缝为有害的腐蚀介质进入混凝土内部提供了通道，加快了钢筋锈蚀。实验表明，裂缝的宽度对钢筋早期锈蚀的影响比较大，对钢筋后期的锈蚀影响比较小。

3 钢筋混凝土中钢筋锈蚀的预防措施

3.1 施工中合理选材

为提高钢筋的抗腐蚀能力，要合理选择钢筋，可以选用镀锌钢筋、环氧涂层钢筋及各种涂防锈漆钢筋，而且要注意钢筋的现场保护，在运输、存放、加工、绑扎、浇筑振捣过程中要严防涂层破坏。

混凝土要进行合理的配合比设计。水灰比应控制在0.5以下，这样可以有效地防止钢筋锈蚀[2]。同时也要合理选择水泥，应当选用与构件腐蚀环境相适应的水泥品种。一般情况下，在其他条件相同时，混凝土强度越高防锈能力越好，同时，石子、砂、混凝土拌和养护用水及掺用的外加剂等原材料都不允许具有氯离子化合物含量超标的现象存在。

3.2 增加混凝土保护层厚度

保护层厚度越小，则有害物质对钢筋的渗透路径就越短，最终造成钢筋周围有条件产生锈蚀反应，使钢筋的锈蚀速率变大。应根据规范，对所处不同部位、不同强度、不同抗震等级、不同环境等限制条件下的钢筋表面混凝土保护层厚度进行设计上、施工上的严格控制。例如锯齿形建筑、粗琢建筑、表面纹理深的建筑，都不应减少相应部位的混凝土保护层。

3.3 提高混凝土的密实度

要提高混凝土的密实度，首先要选用级配良好的骨料，控制原材料含泥量，混凝土要搅拌均匀，振捣密实，保证混凝土的施工质量，而且要防止混凝土运输、施工过程中发生离析现象；其次可掺入高效减水剂，如LC-SAF，高效减水剂的掺入能够在保证混凝土拌合物所需流动性的同时，释放出多余的游离水，不仅使水泥体系处于相对稳定的悬浮状态，还大大降低混凝土毛细管孔隙率。

3.4 防止氯离子的侵蚀

氯离子会加快钢筋的锈蚀。氯离子会通过混凝土的缺陷渗入到钢筋所在位置而侵蚀钢筋，为防止氯离子的侵入，采取的主要措施有：

1)严控混凝土原材料的选择；

2)提高混凝土保护层厚度及密实度；

3)在混凝土中掺入阻锈剂或钢筋表层涂刷防腐涂料。

3.5 控制混凝土的裂缝

裂缝的出现会使混凝土内部的钢筋更容易受到外界不利环境的侵蚀，预防混凝土裂缝的主要措施有：

1)自身原因裂缝。严格控制选材；严格控制水灰比、和易性与坍落度。

2)施工原因裂缝。如冬季适当延长保温覆盖时间；施工缝接头严格按照规定处理；振捣密实，防止出现离析松散部位；保证基础与模板支架的强度、刚度稳定性等。

3.6 新型阻锈剂的使用

钢筋阻锈剂也是混凝土外加剂的一种，采用钢筋阻锈剂的优点是效果好、施工简单、成本低廉。MCI钢筋阻锈剂，是一种高性能缓蚀剂，将它涂刷在混凝土结构表面，它将会渗透进入至密实的混凝土中，在钢筋表面形成MCI分子保护膜。这层保护膜可以有效的抑制有害离子的入侵，抑制钢筋的进一步锈蚀，同时对已形成腐蚀电池的阳极区及阴极区也都有保护作用。

4 结语

混凝土中钢筋的锈蚀会影响钢筋混凝土结构的耐久性，若不采取有效的预防措施，容易造成各种安全隐患。本文从预防有害物质进入混凝土、阻止腐蚀条件形成等方面提出了多种预防钢筋锈蚀的措施，希望对改善钢筋锈蚀的问题有所帮助。