吉 庆,刘 涛, 刘亚楠

(中交一公局集团有限公司,北京 100000)

1 造成滨海地区建筑钢筋出现腐蚀的原理

通常Ca(OH)2会产生于硅酸盐混凝土的水化过程中,而且还会有少量别的碱性物质包含在混凝土当中,这样混凝土空隙液的pH值为12.5～13.5之间,钢筋在正常高碱度条件下会形成致密而稳定的钝化保护表层,对建筑中的钢筋能够起到一定的抗腐蚀作用,但是混凝土的正常结构会受到其碳化以及其他因素的影响,引起pH值出现下降,导致建筑中钢筋的钝化性遭到破坏,无法继续保持稳定的状态,对C02、O2、Cl-以及H20、等无法有效阻挡,引起电化学反应出现在混凝土中的钢筋身上,进一步导致腐蚀。当钢筋的腐蚀生锈体积逐渐增大时,混凝土的结构会受到破坏,随着进入的腐蚀介质不断增多,腐蚀状况也会变得越来越严重。建筑中钢筋发生腐蚀与当地的气候有一定关系,高温潮湿的气候导致腐蚀加速,但硫酸盐与氯盐的侵蚀是导致出现腐蚀的关键因素。水泥石中含有水化铝酸钙和氢氧化钙,它们与硫酸盐发生化学反应,硫铝酸钙与石膏在反应中生成,体积会出现膨胀,最终造成混凝土松散、易碎,从而受到损坏。

2 滨海地区建筑钢筋中的防腐蚀技术

2.1 间接防腐蚀技术

2.1.1 采用高性能的混凝土

目前土木工程领域中高性能的混凝土已经成为关注、研究的焦点,因为使用寿命长、稳定性与耐久性强是它的基本特点,其中主要有：抗渗防水、自修复以的混凝土,它们阻止氯离子侵入的效果明显,可以从一定程度上保护钢筋避免受到腐蚀。

2.1.2 合理使用钢筋阻锈剂

为了能够有效减缓并延迟钢筋发生腐蚀以及腐蚀的速率,一般可将少量钢筋阻锈剂加入到混凝土结构当中,阻锈剂能够促进钝化保护表层更加稳定、更加致密,而且增强极间阻抗的能力,最终降低对钢筋的腐蚀。这种方法比较简便,一次性添加,成本低、保护时间长且维护过程较为简便。对阻锈剂的选择也非常重要,避免因选择不当而造成对环境的污染。

2.1.3 关于混凝土表层的防腐涂层技术

借助阻隔材料防止腐蚀介质透过混凝土层对钢筋进行侵蚀的技术被称之为防腐蚀涂层技术,很多关于它的研究在现阶段兴起,且适用范围较为。无机涂层、有机涂层以及复合涂层等属于当腐蚀涂层的主要类别,根据施工中的不同要求,并结合现实中的状况进行一系列具体的操作,最终达到防腐蚀的作用。针对于滨海地区而言,实现目的的主要方法是：降低混凝土的碳化速度以及氯离子渗透速率。防腐涂层也有自己的不足之处,混凝土受热胀冷缩作用的影响易发生脱落,再次进行维修时清理涂层比较困难。

2.1.4 提升混凝土密实度和保护层厚度

提升混凝土密实度,换句话来说就是降低混凝土的孔隙率,为达到该目的,施工者需要注意：掺入的减水剂要适量、集配的骨料要合适、设计的混凝土水灰比要正确,还有浇筑混凝土时要适当延长搅拌时间、增加振捣的强度,这样抗渗能力得到提升,对腐蚀介质侵入能够高效拦截。如果混凝土表层的厚度增加,氧气扩散会减弱,腐蚀介质渗入量随之减少,从而提升内部结构稳定性,腐蚀速率大大降低。

2.2 直接防腐蚀技术

2.2.1 关于涂层钢筋

所谓环氧树脂涂层钢筋,指借助喷涂的方法把固化剂、填料及环氧树脂以粉末状喷涂与钢筋表层,再经高温使其热熔固化,厚度在0.15～0.30mm之间,它化学稳定性、和金属的贴合性都比较强,阻碍腐蚀介质侵入钢筋中,对外界的电力进行隔离,防止从钢筋流过。关于建筑工业行业的标准我国早已编制完成,为《环氧树脂涂层钢筋》,且广泛应用于各工程的建设过程当中。粤海铁路琼州海峡坐落于海口市新海乡的西南侧,它南岸的铁路轮渡栈桥在建设过程中用掉212t涂层钢筋。这时环氧涂层钢筋的生产工艺、施工技术都已成熟；关于热镀锌涂层钢筋,表面有高达99%含锌量的合金,处于混凝土高碱性条件中,具保护性、致密性的保护层形成,即使PH下降,但只要在范围内就会具有保护作用。这种涂层有明显优势,即提升锈蚀钢筋所对应的氯离子的浓度值,将腐蚀速率降低,但随时间无限延长,锌涂层慢慢消失从而失去保护功效。

2.2.2 关于耐腐蚀钢

纤维塑料筋以及不锈钢钢筋是滨海区域主要的可利用的两种耐腐蚀钢筋。针对纤维塑料钢筋。它是将多股的连续的纤维做为基底材料进行胶合后,借助特定模具的挤压、拉拔之后形成的。密度小、抗腐蚀性强以及抗拉强度高属于它显著特点。我们可以通过粘纱技术生产纤维塑料螺纹筋,有效提升它与混凝土的粘结力。通过实验证明,确实大大提升了与混凝土之间的粘结强度。混凝土和纤维塑料筋间的粘结强度会随着其突纹的增大与表面的变形而不断提升。这种钢筋在国外已被广泛应用许久,且使用效果良好,值得大力推广；其次,不锈钢钢筋。含11%～30%铬的钢为不锈钢筋,具有耐腐蚀性、抗锈性。为了能够提升刚进的抗腐蚀性,往往还可以将钼、镍等元素给予适量添加。现阶段铁素体钢、奥氏体钢在建筑工程中广泛应用,它的造价高,是普通类钢筋的5—10倍,为此,根据建设工程的实际需求,研发高性能、耐久且经济的钢筋具有重要意义,具有防腐性的钢筋也是未来建筑业中的发展趋势。

2.2.3 关于电化学的防护措施技术

这种技术分为两种,一种比较主动,另一种比较被动。主动地方法是外加电流法,被动的则是牺牲阳极法。关于外加电流法,将受保护的钢筋和直流电流负极相连接,难溶性的阳极和正极相连接,形成保护电流,并连续流经混凝土介质,直至钢筋的表层,产生阴极极化,因此被保护。该方法有一优点：系统可控制电源的电流,确保钢筋受到的电流在保护范围之内。在过去20多年中,受到污染的钢筋混凝土结构就采用这种方法,而将其使用在新型钢筋混凝土结构中是10年前左右才开始的,并慢慢发展至今。除此之外,还有别的优点,如氯化物、混凝土裂缝对其性能不会产生影响、暴露条件不决定有效期限等。

3 结束语

无论是理论还是实践充分证明,研发混凝土结构中钢筋的防腐设计具有重要作用和意义。随着科技的不断进步与发展,热带滨海建筑中钢筋的防腐蚀技术将日益成熟,会为我国建筑事业领域贡献自己的一份力量,促进其可持续发展。