沿海地區(qū)鋼筋混凝土防腐施工技術(shù)研究

徐興保，張成濤

（招金礦業(yè)股份有限公司，山東 煙臺265400）

1 鋼筋混凝土的腐蝕原理與原因

1.1 原理

通常，金屬腐蝕是指金屬表面與周圍介質(zhì)發(fā)生電化學(xué)或化學(xué)變化而引起的破壞，可分為化學(xué)腐蝕和電化學(xué)腐蝕2 種類型。對于鋼筋混凝土，2 種腐蝕類型都可能在不同的環(huán)境條件下發(fā)生。當(dāng)鋼筋表面與電解液或氣體之間的接觸引起化學(xué)作用時，在這一過程中會發(fā)生電化學(xué)腐蝕。這主要是因?yàn)樵阡摻畎l(fā)生化學(xué)反應(yīng)時會在其表面發(fā)生溶解，這一自溶解的反應(yīng)也最終導(dǎo)致了對鋼筋混凝土的腐蝕。

1.2 原因

1.2.1 氯離子入侵

氯離子是一種強(qiáng)鈍化劑。盡管混凝土表面有鈍化膜，但它是堿性的。眾所周知，空氣中存在一定比例的氯離子，當(dāng)它與混凝土內(nèi)部的氫氧根離子接觸時，發(fā)生化學(xué)反應(yīng)，導(dǎo)致其堿減少并促進(jìn)綠銹的形成，導(dǎo)致鋼筋陽極遷移。在氧含量高的混凝土空隙中，最終會出現(xiàn)鋼筋腐蝕的問題。可以看出，盡管氯離子不會直接與鋼筋發(fā)生反應(yīng)，但氯離子在鋼筋腐蝕問題中也起著重要作用。

1.2.2 縫隙

在實(shí)際施工過程中，由于石材、水泥等各種材料成分分布不均勻，經(jīng)常會出現(xiàn)混凝土縫隙問題，導(dǎo)致結(jié)構(gòu)內(nèi)部的混凝土?xí)┞?，與空氣、水、氣體等接觸，并在氧化和電化學(xué)反應(yīng)的影響下，發(fā)生嚴(yán)重的腐蝕問題。同時，地下水和土壤也會導(dǎo)致混凝土腐蝕。土壤可分為沿海鹽土、內(nèi)陸鹽土、酸性土和中等堿性土，對鋼筋混凝土?xí)a(chǎn)生不同程度的腐蝕，尤其是沿海的鹽土?xí)︿摻罨炷镣廉a(chǎn)生極為明顯的腐蝕性。

2 鋼筋混凝土的防腐蝕技術(shù)

2.1 加強(qiáng)對原材料質(zhì)量的控制

對于鋼筋混凝土建筑來說，鋼筋混凝土樁屬于組件類型。為了提高土樁的使用壽命，應(yīng)盡可能延遲混凝土的腐蝕和老化，以避免碳化?；炷撂蓟瘜?shí)際上是混凝土與介質(zhì)相互作用引起。二氧化碳?xì)怏w對混凝土的影響是比較大的。同時，在沿海地區(qū)的環(huán)境中，硫化氫、二氧化硫和氯離子也很容易引起混凝土碳化，這種現(xiàn)象將導(dǎo)致孔隙液的pH 下降，通常為8～10。如果鋼筋表面出現(xiàn)碳化，由于鈍化膜的破壞，鋼筋會生銹，最終損壞鋼筋混凝土樁結(jié)構(gòu)。結(jié)合相關(guān)的研究成果，水泥用量、混凝土質(zhì)量、外表面保護(hù)措施、部件暴露以及環(huán)境溫度和濕度都是導(dǎo)致混凝土碳化的因素。

為了較為有效地促進(jìn)鋼筋混凝土樁質(zhì)量的提高，必須在水泥品種的選擇，構(gòu)件外表面的保護(hù)，混凝土和水的比例分配等方面做好工作。同時，應(yīng)充分考慮混凝土的實(shí)際耐久性要求，以確保最大水灰比不超過0.4，并應(yīng)選擇高效摻合料。在不改變混凝土的工作程度的情況下，水灰比應(yīng)盡可能接近0.36～0.4。

堿骨料反應(yīng)主要是指混凝土中某些活性礦物骨料與孔堿溶液之間的反應(yīng)。通常，該反應(yīng)需要一定量的活性礦物聚集體，以保證足夠的濕度和堿等條件，并綜合考慮反應(yīng)機(jī)理和具體效果。對該反應(yīng)的預(yù)防和控制措施如下：加強(qiáng)低堿水泥的使用；積極引入非活性骨料；合理控制外部添加劑中的堿含量；進(jìn)一步改善混凝土的應(yīng)用條件和施工條件；使用外加劑以最小化混凝土堿度[1]。

2.2 確保土樁保護(hù)層的合理厚度

鑒于沿海地區(qū)表面鈍化膜破壞所引起的腐蝕問題，增加保護(hù)層的厚度是行之有效的解決方案，但是在結(jié)構(gòu)要求和經(jīng)濟(jì)因素的限制下，只有保護(hù)層的厚度可以適當(dāng)增加。綜合考慮樁結(jié)構(gòu)和材料要求后，行業(yè)內(nèi)明確定義了各種樁保護(hù)層的厚度。以沿海地區(qū)的鋼筋混凝土保護(hù)層的厚度為例，每種情況下的最小厚度如下：如果組件位于南部大氣區(qū)域，則最小厚度為50mm；如果組件位于南部海底區(qū)域，則最小厚度為30mm；如果組件位于北部或南部的浪濺區(qū)，則最小厚度分別為50mm 和65mm[2]。

2.3 對混凝土構(gòu)成進(jìn)行完善

一方面，提高水膠比和膠凝材料的控制比例。鋼筋混凝土樁的實(shí)際應(yīng)用環(huán)境非常復(fù)雜。以沿海地區(qū)的海水環(huán)境為例，在這種環(huán)境條件下，樁無法分段設(shè)立，最大水灰比和最小水泥消耗也需要根據(jù)相應(yīng)規(guī)范嚴(yán)格控制。為了完成混凝土的配制。通常，水灰比不應(yīng)超過0.4，水泥的量應(yīng)超過400kg/m3?？偠灾?，有效控制凝膠材料的實(shí)際用量可以有效地提高混凝土的密實(shí)性和耐腐蝕性，并為樁基礎(chǔ)的使用壽命提供有力的保證。

另一方面，必須要很好地控制混合物中氯離子的含量。對于混凝土的碳化，應(yīng)有效控制混合物中氯離子的含量。氯離很容易存在于混凝土混合物中。因此，在特定的環(huán)境施工過程中，有必要增加控制強(qiáng)度以確保氯離子的總含量在合理范圍內(nèi)。例如，在沿海地區(qū)的工程項(xiàng)目中，混合物中應(yīng)含有氯離子含量不超過0.06%。為了避免總含量大于極限值，在鋼筋混凝土樁的生產(chǎn)中，要做好成品檢驗(yàn)，嚴(yán)格控制固化水、摻合料、骨料和混凝土水的氯離子含量，確保氯離子含量不超過水泥重量的0.05%。

2.4 做好涂裝與包覆保護(hù)工作

2.4.1 表面涂裝

在各種類型的鋼筋混凝土樁上使用防腐涂料也是防止腐蝕的有效方法之一，施工條件與環(huán)境不同，防腐涂料的應(yīng)用也多種多樣。通常，防腐蝕涂料可分為3 類，即面漆、中間層和底漆。在實(shí)際的涂覆過程中，必須保證滿足制造商的要求。在沿海地區(qū)的混凝土涂裝施工中，應(yīng)注意以下事項(xiàng)：涂層的施工應(yīng)嚴(yán)格按照使用說明進(jìn)行；根據(jù)施工條件，涂裝結(jié)構(gòu)，涂裝要求和物理性能等情況，合理選擇涂裝方法。在實(shí)際噴漆之前，應(yīng)選擇10m2的測試區(qū)域并多次測試；施工結(jié)束后，應(yīng)再次檢驗(yàn)涂層質(zhì)量。

2.4.2 包裹保護(hù)

FRP 是一種復(fù)合材料，具有施工方便，耐腐蝕性能好，強(qiáng)度高的優(yōu)點(diǎn)。合成樹脂作為一種防腐FRP，其材料為具有高韌性和耐候性的樹脂。同時樹脂含量與結(jié)構(gòu)機(jī)械性能要求一致。在具體結(jié)構(gòu)中，應(yīng)確保玻璃纖維布的連續(xù)性，相鄰的搭接處應(yīng)大于10cm；如果涂層過程中出現(xiàn)各種缺陷，例如，分層、流膠等，應(yīng)立即進(jìn)行處理；在涂覆過程中，如果溫度較低，則應(yīng)采取防寒措施，并應(yīng)結(jié)合實(shí)際的溫度比例來調(diào)整固化劑的比例。如果溫度不超過5℃，應(yīng)停止涂層。

2.4.3 隔離涂層處理

最為常用的是有機(jī)涂層，可以在混凝土表面形成一層連續(xù)的膜層（厚度在0.1～1.0mm），阻止二氧化碳、氯離子等有害物質(zhì)侵入混凝土。水泥基涂層（厚度為1～10mm 以下）經(jīng)過聚合物改性，可降低其滲透性能和與混凝土的黏結(jié)性能。

3 結(jié)語

綜上所述，沿海地區(qū)的自然條件較為復(fù)雜，因此，在相關(guān)的鋼筋混凝土防腐工作開展時，必須注重對相關(guān)條件的考慮，合理地運(yùn)用各種鋼筋混凝土防腐技術(shù)，以防鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)因?yàn)槁入x子入侵和混凝土裂縫等各種原因發(fā)生腐蝕，保證工程的質(zhì)量。