建筑混凝土鋼筋腐蝕原因及檢測分析

摘 要 混凝土鋼筋是建筑中必不可缺少的一部分，并且在建筑物建設(shè)的使用過程中占有越來越大的比重。然而建筑物經(jīng)受風(fēng)吹日曬、雨打霜凍，腐蝕現(xiàn)象常常發(fā)生，而這種腐蝕現(xiàn)象的發(fā)生最大的原因來自建筑混凝土鋼筋的腐蝕?；炷龄摻钜坏└g，整個混凝土結(jié)構(gòu)層的耐久性、實(shí)用性降低，甚至?xí)?dǎo)致整個建筑物的破壞與坍塌。為了避免腐蝕現(xiàn)象的發(fā)生，最大限度地提升建筑的保存壽命，就需要對建筑混凝土鋼筋的腐蝕因素進(jìn)行全方面的分析，通過相應(yīng)的檢測方法，選擇最佳的防護(hù)方法，加強(qiáng)對混凝土鋼筋的保護(hù)力度。

關(guān)鍵詞 混凝土鋼筋;腐蝕現(xiàn)象;耐久性;實(shí)用性;檢測方法;防護(hù)方法

引言

在目前的建筑工程中，混凝土鋼筋結(jié)構(gòu)是應(yīng)用的最廣泛、最常見的結(jié)構(gòu)之一。一個建筑物的使用壽命和保存狀況很大程度上取決于其混凝土鋼筋結(jié)構(gòu)的性能，因此混凝土鋼筋結(jié)構(gòu)的耐久性成為廣大研究學(xué)者的聚焦重點(diǎn)。而混凝土中的鋼筋遭到腐蝕是導(dǎo)致鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)耐久性下降的最關(guān)鍵的原因，因而正確認(rèn)識混凝土中鋼筋腐蝕的原因并且采取預(yù)防措施對保護(hù)建筑物有著至關(guān)重要的意義。

1鋼筋腐蝕對混凝土結(jié)構(gòu)的影響

在混凝土鋼筋結(jié)構(gòu)中，鋼筋被混凝土完全覆蓋，在一定范圍內(nèi)與外界環(huán)境完全隔離開，在這種條件下鋼筋處于低活性狀態(tài)，能夠保持一定的不銹程度。然而混凝土是以水泥、沙子、石子黏合在一起的混合物，屬于一種多孔結(jié)構(gòu)，在制作的過程中會不可避免的產(chǎn)生裂縫，因此，目前建筑中的外部混凝土保護(hù)層都不能做到完全嚴(yán)密的保護(hù)其中的鋼筋。當(dāng)保護(hù)層的保護(hù)力度不足時，環(huán)境中的致腐介質(zhì)通過混凝土的裂縫滲入混凝土鋼筋結(jié)構(gòu)內(nèi)部，導(dǎo)致保護(hù)層內(nèi)部的鋼筋發(fā)生腐蝕。鋼筋一旦遭到腐蝕，其體積會膨脹數(shù)倍，擠壓導(dǎo)致外部的混凝土保護(hù)層脫離甚至掉落，以至于整個建筑結(jié)構(gòu)遭到破壞。有一些建筑內(nèi)部采用的是高強(qiáng)度預(yù)應(yīng)力鋼筋，這種鋼筋發(fā)生腐蝕時，由于其截面小，產(chǎn)生的應(yīng)力大，整個混凝土結(jié)構(gòu)可能會因此發(fā)生斷裂，造成更加嚴(yán)重、不可估量的損失[1]。

2混凝土鋼筋腐蝕的原因

（1）混凝土鋼筋的碳酸化?；炷龄摻畹奶妓峄饔檬侵富炷林械闹饕煞謿溲趸}與滲入其中的空氣中的水與二氧化碳發(fā)生化學(xué)反應(yīng)，導(dǎo)致混凝土中的pH值降低，破壞了混凝土中混合物的穩(wěn)定存在條件，從而進(jìn)一步改變了混凝土的滲透性能?；炷恋奶妓峄腔炷龄摻罱Y(jié)構(gòu)遭到腐蝕的最常見原因，由于碳酸化作用需要空氣中的水分，因此，確?；炷两Y(jié)構(gòu)處于干燥的環(huán)境下有助于抑制鋼筋的腐蝕，因而合理的設(shè)置外部混凝土保護(hù)層的厚度是有效避免因混凝土碳酸化導(dǎo)致鋼筋腐蝕的方法之一。

（2）氯化物的作用。為了提高混凝土的早期強(qiáng)度和防凍能力，在混凝土制造過程中會添加一定的氯鹽。在氯鹽環(huán)境下，氯離子擴(kuò)散游離至混凝土結(jié)構(gòu)內(nèi)部，與混凝土中的氫氧化鈣發(fā)生化學(xué)反應(yīng)，從而降低混凝土的嚴(yán)密性。當(dāng)游離氯離子的深度進(jìn)一步增加，混凝土內(nèi)部鋼筋表面的鈍化膜遭到破壞，鋼筋進(jìn)入活化狀態(tài)，其腐蝕速度被進(jìn)一步加快。

（3）溫差導(dǎo)致的腐蝕作用。這種腐蝕原因常見于晝夜溫差過大的建筑?；炷帘Ｗo(hù)層中存在著許多孔隙，滲入孔隙內(nèi)部的水汽在巨大的晝夜溫差的作用下，遇冷結(jié)冰，體積膨脹擠壓外部混凝土保護(hù)層，在滲透壓力與膨脹壓力的作用下，混凝土的內(nèi)部結(jié)構(gòu)不斷遭受到細(xì)微的損傷與破壞。經(jīng)年累月，這些損傷最終會導(dǎo)致整個混凝土結(jié)構(gòu)的徹底坍塌。

（4）混凝土原材料的自我反應(yīng)?；炷猎牧现械乃?、堿性物質(zhì)、外加劑以及其他活性成分會在混凝土澆筑完成之后的若干年中逐漸緩慢的發(fā)生反應(yīng)，生成的反應(yīng)物體積膨脹，使混凝土產(chǎn)生內(nèi)部應(yīng)力，最終導(dǎo)致混凝土失去效用。這種反應(yīng)進(jìn)行的速度緩慢，不易察覺，然而在反應(yīng)到達(dá)一個臨界點(diǎn)導(dǎo)致建筑物的損毀是不可預(yù)估的[2]。

3混凝土鋼筋腐蝕的檢測方法

建筑工程中混凝土鋼筋的腐蝕原因并非單一的，多方面的影響因素相互作用、互相影響，加劇了混凝土的腐蝕程度。不同建筑、不同地形對腐蝕情況的影響也各有不同，因此，對混凝土鋼筋的腐蝕程度進(jìn)行檢測需要因地制宜，挑選最適合的方法進(jìn)行檢測。

（1）破損檢測法。通過外力鑿開外部混凝土保護(hù)層，直接觀察內(nèi)部鋼筋的腐蝕狀況;若腐蝕情況嚴(yán)重，必要時可以取下一部分鋼筋，通過計(jì)算得出其腐蝕率。這種檢測方法主要適用于腐蝕程度嚴(yán)重的建筑中。

（2）無損檢測法。然而大部分建筑不宜進(jìn)行過多的破壞，因此無損檢測法應(yīng)用更加廣泛。無損檢測法包括物理檢測和化學(xué)檢測兩種方式。物理檢測主要通過紅外射線、聲音發(fā)射、渦流和電阻棒等方法進(jìn)行檢測;化學(xué)檢測則通過電流階躍、電阻、電位檢測等方式[3]。

4混凝土鋼筋腐蝕的預(yù)防措施

（1）采用防腐蝕材料?；炷恋臐B透率是混凝土的抗腐蝕程度的關(guān)鍵因素，因此采取高性能混凝土，減少混凝土中氯鹽的含量，都能有效地提升混凝土的抗腐蝕能力。除此之外，在鋼筋表面涂抹能夠抗氧化、抗紫外線的涂料，從而在外部形成一個保護(hù)層，能夠減少因磨損、化學(xué)物質(zhì)反應(yīng)等原因造成的腐蝕情況。

（2）電化學(xué)防護(hù)法。只要鋼筋上攜帶著充足的電子，無論在pH值為多少的電解質(zhì)中，它都能保持一個相對穩(wěn)定的狀態(tài)，不易發(fā)生腐蝕。因此在防腐蝕的過程中，可以采取陰極保護(hù)法，通過外加電壓來防止鋼筋的腐蝕反應(yīng)。同時外加電場也有助于混凝土中氯離子的排出，從而促進(jìn)鋼筋表面重新進(jìn)行鈍化。

5結(jié)束語

混凝土鋼筋的腐蝕是對建筑影響最大的一種危害，造成的損失也是不可預(yù)估的，因此混凝土鋼筋的防腐措施十分必要。然而一個建筑所處的環(huán)境并非單一的，造成腐蝕的因素也各不相同，因此在采取防腐技術(shù)之前，對腐蝕原因、腐蝕程度的檢測分析，腐蝕類型的判斷是必不可少的。對于不同類型的建筑、不同程度的腐蝕要采取不同的措施。本文闡述了混凝土鋼筋腐蝕的各種原因和機(jī)制，提出了抗腐蝕材料和電化學(xué)防腐蝕等行之有效的防護(hù)手段。在實(shí)際建筑過程中，應(yīng)該因地制宜，根據(jù)實(shí)際狀況選擇最合適的最佳的防護(hù)手段。

參考文獻(xiàn)

[1] 王黎明.公路橋梁混凝土中鋼筋腐蝕檢測方法分析[J].全面腐蝕控制，2019（11）：116-117.

[2] 廉發(fā)軍.混凝土中氯離子對鋼筋腐蝕及防腐方法[J].全面腐蝕控制，2019（6）：96-97.

[3] 林華鏡.鋼筋混凝土中鋼筋腐蝕原理的研究[J].江西建材，2015（18）：131.

作者簡介

吳瑋（1988-），男，甘肅蘭州人;學(xué)歷：碩士研究生，職稱：工程師，現(xiàn)就職單位：陜西地建房地產(chǎn)開發(fā)集團(tuán)有限公司，研究方向：房屋建筑。