地鐵工程裸露鋼筋銹蝕危害及防治

單經(jīng)年

（中交一航局第二工程有限公司，山東青島266071）

1 工程簡介

青島軌道交通R3線項(xiàng)目靈山衛(wèi)停車場及出入段線工程位于青島市黃島區(qū)靈山衛(wèi)街道，黃島區(qū)地處華北暖溫帶季風(fēng)區(qū)域內(nèi)，屬暖溫帶半濕潤大陸性氣候，受海洋影響，空氣濕潤，雨量充沛，溫度適中，四季分明，有明顯的海洋氣候特點(diǎn)。年平均濕度在70%以上，累年7月最大，可達(dá)92%，11月最小為64%。陸上水面蒸發(fā)量1398.90mm，陸面蒸發(fā)量521.70mm。

本工程總占地面積約9.6萬m2，承擔(dān)全線部分停車列檢任務(wù)，包括列車檢運(yùn)用庫、洗車庫、混合變電所、綜合辦公樓等生產(chǎn)、生活、辦公設(shè)施。由于工程目前受變更等原因，停車場主變電所工程的基礎(chǔ)以上部分設(shè)計(jì)圖紙不完善，造成目前現(xiàn)場主變電站處于緩建狀態(tài)，現(xiàn)場的預(yù)留鋼筋防銹工作尤為重要。

2 鋼材銹蝕原因

要找出鋼筋銹蝕原因，需分析發(fā)生銹蝕的化學(xué)原理，鋼材處于潮濕的空氣中時，因其表面吸附作用，覆蓋了一層極薄的水膜，這時鋼材表面發(fā)生原電池反應(yīng)，如果表面覆蓋的水膜酸性很弱或者呈中性，則在陽性鐵氧化成Fe2+離子，在陰極則溶解于水膜中的氧得電子：

在陽極區(qū)鐵被銹蝕：Fe=Fe2++2e

在陰極區(qū) (雜質(zhì))：2H++2e=H2↑[1]

陰陽極共同反應(yīng)的結(jié)果是：Fe+2H20=Fe(OH)2+H2↑，F(xiàn)e(OH)2被氧化成Fe(OH)3并部分脫水形成鐵銹。通常所見的“鐵銹”即以上兩種產(chǎn)物的混合物。因此只要有水氣和氧氣的存在，鋼材表面的電化學(xué)過程就會自發(fā)進(jìn)行。同時鋼材銹蝕與大氣中有害氣體含量，如工業(yè)和城市大氣中含有較高的SO2成份，沿海區(qū)大氣中則含有鹽微粒，這都大大促進(jìn)鋼筋的銹蝕速度。而在現(xiàn)代城市的大氣中，不可避免地存在有害氣體，致使大氣呈酸性，鐵和雜質(zhì)就好像被置于含有H+/OH-/HCO3-/HSO3-等離子的溶液中，在鋼筋表面形成許多的微電池。再者鋼材的銹蝕與鋼材表面清潔狀態(tài)、鋼材組織不均勻性等因素有關(guān)，而其中大氣中所含雜質(zhì)往往起著主導(dǎo)作用。有害雜質(zhì)往往會使鋼筋表面會出現(xiàn)局部銹蝕深坑，這對鋼筋力學(xué)性能的影響是不可忽視的。

由于鋼筋和雜質(zhì)的同時存在，使銹蝕作用不斷進(jìn)行，鐵銹不能在鋼筋表面形成完整的覆蓋膜，并且有時是疏松產(chǎn)物（浮銹），為避免現(xiàn)場鋼材銹蝕，就必須采取一些相應(yīng)的防護(hù)措施。

3 施工現(xiàn)場鋼筋銹蝕的危害

一般鋼筋在建筑結(jié)構(gòu)物中都會受到一定厚度混凝土的保護(hù)，不會銹蝕，但是當(dāng)保護(hù)層受到破壞或者厚度不足，以其他因素導(dǎo)致鋼筋直接裸露在空氣中時，鋼筋的銹蝕將不可避免，從而給工程建設(shè)帶來質(zhì)量問題。

我們從鋼筋銹蝕與結(jié)構(gòu)物耐久性關(guān)系方面分析，建筑結(jié)構(gòu)物壽命一般有兩個階段：鋼筋銹蝕之前“潛伏期的階段”和“銹蝕發(fā)展階段”。如果將已銹蝕的鋼筋置入混凝土中，就會縮短這兩個階段，結(jié)果使結(jié)構(gòu)物壽命期提前?，F(xiàn)如今混凝土中因?yàn)殇摻钿P蝕問題所導(dǎo)致結(jié)構(gòu)物失穩(wěn)或者破壞已成為當(dāng)今世界上最受關(guān)注的重大課題之一，它在影響建筑物結(jié)構(gòu)耐久性因素中，已占主導(dǎo)。對于我們目前續(xù)建的建筑物，如不對原結(jié)構(gòu)的鋼筋銹蝕情況進(jìn)行徹底查明和有效處理，其銹蝕會進(jìn)一步發(fā)展，從而造成工程事故。

4 鋼筋銹蝕防治措施

4.1 預(yù)防措施

根據(jù)現(xiàn)行國家標(biāo)準(zhǔn)《混凝土結(jié)構(gòu)工程施工規(guī)范》GB50666-2011的規(guī)定5.3.2條：鋼筋的表面應(yīng)清潔、無損傷，油漬、漆污和鐵銹應(yīng)在加工前清除干凈。帶有顆粒狀或片狀老銹的鋼筋不得使用。鋼筋在進(jìn)場和使用之前都必須對其外觀和質(zhì)量進(jìn)行嚴(yán)格檢查，鋼筋表面不應(yīng)該有顆粒狀或者片狀的老銹，以免影響錨固性能和鋼筋強(qiáng)度。鋼筋除銹后如表面有嚴(yán)重缺陷，應(yīng)重新檢驗(yàn)該批鋼筋的力學(xué)性能及其他相關(guān)性能指標(biāo)。此要求同樣適用于鋼筋半成品及預(yù)留裸露鋼筋的檢查。再者現(xiàn)場的管理措施要到位，盡量分批次購買鋼筋，不要在現(xiàn)場存放太長時間。鋼筋到場之后，要做到場地平整，下墊枕木或者其他材料，上蓋防水布，做到鋼筋不與地面直接接觸。

4.2 治理措施

4.2.1 鋼筋防銹蝕治理

①素水泥漿涂刷：使用P.O32.5R水泥配制成素水泥漿，對現(xiàn)場鋼筋進(jìn)行涂刷，施工方法簡單易于操作，同時可以觀察到涂刷效果，補(bǔ)刷也方便。但是素水泥漿不密實(shí)，涂刷層較薄，在大氣中很快就被碳化，并且容易脫落，需要經(jīng)常補(bǔ)刷。

②在水泥素漿中摻107膠：在第一種方法基礎(chǔ)上增加107膠配制成素漿涂刷鋼筋，簡單易操作，同樣可隨時觀察涂刷效果，補(bǔ)刷方便，同時提高素水泥漿的抗裂性、密實(shí)性。但是107膠影響鋼筋與素漿的粘結(jié)力與耐久性等。

③環(huán)氧樹脂類涂刷：此方法涂刷效果好，能有效地阻銹，但價格昂貴，不經(jīng)濟(jì)。

④灌低強(qiáng)度混凝土：使用低強(qiáng)度的砼(c7．5或C10等)將鋼筋包裹在內(nèi)，阻銹效果好，但費(fèi)工費(fèi)料，不能直接觀察防銹效果，且再施工時必須徹底清理干凈原來低強(qiáng)度的混凝土。

⑤MCI鋼筋阻銹劑：對于MCI系列滲透遷移型的鋼筋阻銹劑，它是一種高性能的具有世界領(lǐng)先水平的有機(jī)陽極、陰級復(fù)合型銹蝕抑制劑，如對即有結(jié)構(gòu)將 MCI—2020或MCI—2021涂刷結(jié)構(gòu)砼表面,它滲透遷移進(jìn)入混凝土內(nèi)部，隨即在鋼筋表面形成了MCI分子保護(hù)膜，從而防止鋼筋繼續(xù)銹蝕，但技術(shù)要求高，經(jīng)濟(jì)性差。

綜上所述，方法各有優(yōu)缺，在實(shí)踐中需不斷總結(jié)經(jīng)驗(yàn)和研究發(fā)展新的防護(hù)措施。根據(jù)本工程的特點(diǎn)，主變電所預(yù)留鋼筋采用素水泥漿涂刷。經(jīng)過觀察防銹效果及實(shí)驗(yàn)，每隔3～4周需要補(bǔ)刷一次，以保證鋼筋防銹的質(zhì)量。至于后期處理問題，其實(shí)不是很難處理，除了用鋼筋等敲擊外，可以采用電動刷，鋼管除浮銹就是采用這種工具的，效果很好。

4.2.2 鋼筋銹蝕處理

①一般輕微銹蝕或浮銹處理方法：敲打、刷除、過調(diào)直機(jī)、冷拉，再經(jīng)過配料、搬運(yùn)、吊運(yùn)、綁扎后往往也會脫落部分銹蝕物而變成不利害了，一般工程結(jié)構(gòu)可不用處理。

②鋼筋銹蝕比較嚴(yán)重時，使用噴砂工藝進(jìn)行除銹，既可以除卻銹蝕鋼筋，又可以除去鋼筋上的水泥砂漿，在混凝土澆筑時，鋼筋能有更好的粘結(jié)力，就工程的實(shí)質(zhì)情況來看，噴砂除銹雖然造價高，但效果非常好。

③檢查鋼筋的銹蝕狀況，根據(jù)規(guī)范規(guī)定，鋼筋的銹蝕達(dá)到一定程度時，該鋼筋是要降級使用的，所以當(dāng)除銹后通過檢查鋼筋的銹蝕程度沒有超過規(guī)范的規(guī)定時，那么就可以繼續(xù)使用，如果通過檢查鋼筋的銹蝕程度超過了規(guī)范的規(guī)定，就要采取加固處理，可以再通過植筋進(jìn)行加強(qiáng)，如果銹蝕非常嚴(yán)重的話，就要將這些鋼筋廢棄。

5 結(jié)語

銹蝕還是以預(yù)防為主，在存放、運(yùn)輸過程中適當(dāng)使用防銹材料及保護(hù)措施來防治鋼筋的銹蝕。施工現(xiàn)場預(yù)留的鋼筋可繼續(xù)施工，如果鋼筋出現(xiàn)銹蝕并發(fā)展到一定程度，會給工程造成難以彌補(bǔ)的質(zhì)量隱患，影響整個工程的質(zhì)量，造成無法估測的經(jīng)濟(jì)損失。我們應(yīng)該引起高度重視并采取防護(hù)措施，并在保證有效防護(hù)的基礎(chǔ)上力求簡易、經(jīng)濟(jì)、實(shí)用，并可大面積推廣使用。在我們?nèi)粘５墓ぷ髦谐瞬捎媚壳翱尚械姆椒ㄍ?，尚需努力鉆研新的防護(hù)技術(shù)，以為將來的施工選取最合理的工藝。