混凝土結(jié)構(gòu)腐蝕產(chǎn)生的原因及防治探討

金東日

（大慶油田生態(tài)環(huán)境管護(hù)公司，黑龍江 大慶 163000）

0 引言

當(dāng)前混凝土材料結(jié)構(gòu)物是人們生產(chǎn)生活中最常見(jiàn)的結(jié)構(gòu)形式，在廣泛的應(yīng)用中發(fā)現(xiàn)混凝土長(zhǎng)時(shí)間受物理、化學(xué)、生物等物質(zhì)侵蝕，是造成混凝土結(jié)構(gòu)物出現(xiàn)各類病害問(wèn)題的主要原因。造成混凝土腐蝕的原因是多種多樣的，只有在實(shí)際應(yīng)用中不斷積累引發(fā)腐蝕性病害的原因才能有針對(duì)性的制定預(yù)防治策略。下文中作者總結(jié)了幾點(diǎn)最常見(jiàn)的引發(fā)混凝土腐蝕病害的原因，并相應(yīng)的制定防治措施。

1 混凝土結(jié)構(gòu)腐蝕產(chǎn)生的原因

1.1 堿集料反應(yīng)

混凝土是指以水泥為膠凝材料與石子、砂、外加劑等摻合料，按適當(dāng)比例拌制，拌合集料中的某些堿活性成分（活性氧化硅、氧化鋁等）于混凝土微孔中的堿性溶液發(fā)生化學(xué)反應(yīng)，反應(yīng)物質(zhì)發(fā)生體積膨脹，內(nèi)應(yīng)力增加導(dǎo)致混凝土出現(xiàn)開(kāi)裂。再加上陽(yáng)光、雨水等自然氣候侵蝕就會(huì)加速混凝土的破壞，最終破壞混凝土的耐久性。

1.2 碳化作用

混凝土碳化作用是一種化學(xué)腐蝕，其發(fā)生過(guò)程是空氣中的二氧化碳?xì)庖兹苡谒?，水通過(guò)硬化混凝土的微孔滲入與其中與水泥水化產(chǎn)生的氫氧化鈣反生反應(yīng)，生成碳酸鈣和水。這種酸堿中和反應(yīng)導(dǎo)致混凝土的堿性下降，而鋼筋在堿性環(huán)境中表面會(huì)形成一層鈍化膜，一旦堿性環(huán)境受到破壞鈍化膜就會(huì)逐漸消失，鋼筋就會(huì)容易銹蝕，不僅會(huì)影響鋼筋的耐久性仿，也會(huì)影響鋼筋與混凝土的粘接性最終影響混凝土結(jié)構(gòu)物的耐久性。

1.3 氯離子等侵蝕

氯離子進(jìn)入混凝土結(jié)構(gòu)并產(chǎn)生腐蝕性主要通過(guò)兩種途徑。一種是混凝土原材料中氯離子含量超標(biāo)比如外加劑、拌和用水或海砂等材料中都可能含有水溶性的氯化物，這些物質(zhì)對(duì)鋼筋的腐蝕性很強(qiáng)。另外一種途徑是混凝土結(jié)構(gòu)物使用環(huán)境中的氯離子經(jīng)過(guò)微觀滲透，進(jìn)入混凝土內(nèi)部。混凝土雖然是一種相對(duì)密實(shí)性的物質(zhì)，但也有空隙，如果是用于海水和工業(yè)化建筑的混凝土結(jié)構(gòu)，氯離子侵蝕是最常見(jiàn)的腐蝕性物質(zhì)。

1.4 表面生物侵蝕

污水管道環(huán)境中，微生物的新陳代謝產(chǎn)生的磷酸檸檬酸等石混凝土發(fā)生腐蝕破壞的主要原因。不僅會(huì)導(dǎo)致混凝土疏松、脫落，進(jìn)一步的滲透也會(huì)腐蝕鋼筋，最終削減混凝土的服役壽命。

1.5 凍融循環(huán)

混凝土構(gòu)件如果長(zhǎng)期處于高濕低溫的環(huán)境中，水分從微孔滲入混凝土內(nèi)部，在0℃以下時(shí)混凝土中的水分結(jié)成冰就會(huì)發(fā)生膨脹作用，當(dāng)溫度上升到0攝氏度以上時(shí)冰又會(huì)融化，反復(fù)這樣的凍結(jié)融化會(huì)造成混凝土嚴(yán)重風(fēng)化，失去耐久性。

1.6 鋼筋腐蝕

混凝土中鋼筋除了上面介紹的因?yàn)樘蓟饔?、氯化物作用產(chǎn)生銹蝕；鋼筋還會(huì)因?yàn)樽陨砘瘜W(xué)構(gòu)成或晶體結(jié)構(gòu)的問(wèn)題出現(xiàn)鈍化膜不連續(xù)的情況，從而容易銹蝕。還有一種情況就是鋼筋發(fā)生氫脆，鋼筋銹蝕產(chǎn)生的氫原子在內(nèi)部擴(kuò)散被吸收到內(nèi)部的晶格中去，產(chǎn)生氣泡承載后就容易發(fā)生脆斷。

2 防治混凝土結(jié)構(gòu)腐蝕的措施

2.1 預(yù)防堿集料反應(yīng)措施

（1）不采用可能引起堿集料反應(yīng)的集料?；炷猎牧现械幕钚晕镔|(zhì)和礦物成分是容易與堿性物質(zhì)發(fā)生堿集料反應(yīng)的重要因素。因此要預(yù)防混凝土堿集料反應(yīng)，要注意原材料應(yīng)該在選擇無(wú)反應(yīng)活性的集料。混凝土原材料依照相應(yīng)規(guī)范進(jìn)行堿集料試驗(yàn)檢測(cè)，檢測(cè)結(jié)果符合堿活性要求才能用于混凝土施工[1]；

（2）采用低堿性水泥。水泥中的堿性物質(zhì)是堿集料反應(yīng)的主要物質(zhì)，因此混凝土要選擇含堿量低的水泥。隨著國(guó)家建筑規(guī)范標(biāo)準(zhǔn)健全，已經(jīng)對(duì)應(yīng)用到各個(gè)建筑工程的水泥含堿量做了明確的規(guī)定。我國(guó)水泥國(guó)標(biāo)規(guī)定含堿量小于等于0.6%的為低堿水泥，含堿量為0.6%～0.8%的為中堿水泥，含堿量大于等于0.8%的為高堿水泥；

（3）混凝土中加入摻合料降低混凝土堿性?；炷林袚饺敕勖夯摇⒌V渣等摻合料降低混凝土堿性，抑制堿集料反應(yīng)發(fā)生。

2.2 預(yù)防混凝土碳化措施

（1）提升水泥混凝土的抗?jié)B性能。水泥混凝土抗?jié)B性能增加就會(huì)減小二氧化碳深入滲透的幾率。一般情況下混凝土抗?jié)B性能越好，碳化速度就越慢。提升混凝土抗?jié)B性能首先保證配合比科學(xué)合理，符合設(shè)計(jì)要求的情況下，致密性好、均勻穩(wěn)定、氣泡??；其次，混凝土集料顆粒級(jí)配搭配合理，同時(shí)水泥選擇細(xì)度合格、水化熱低的水泥產(chǎn)品，抗?jié)B性能有保障。最后就是施工中注意按照施工要求振搗防止氣泡產(chǎn)生，認(rèn)真養(yǎng)護(hù)防止表面干縮；

（2）注意水泥品種、摻和料品種。水泥水化作用生成的Ca（OH）2決定混凝土碳化速度，生成Ca（OH）2多混凝土碳化速度慢。水泥中熟料含量多、摻合料少的堿性就會(huì)高，這類水泥碳化速度就慢。摻合料中粉煤灰、煤矸石比摻等量的礦渣拌合的混凝土碳化快，總之選擇水泥、外加劑、摻和料要注意其性能；

（3）增加鋼筋混凝土保護(hù)層厚度，顯而易見(jiàn)這是為了增加二氧化碳滲入到鋼筋表面的時(shí)間。

2.3 預(yù)防氯離子侵蝕

首先加強(qiáng)原材料檢測(cè)，防止氯化物超標(biāo)的原材料被用于施工；其次對(duì)于用于特殊環(huán)境的混凝土比如工業(yè)建筑、長(zhǎng)時(shí)間接觸海水的建筑物等，要做好防護(hù)，可以采用刷防護(hù)漆等阻斷措施。

2.4 預(yù)防混凝土表面生物腐蝕

預(yù)防混凝土表面生物腐蝕較好的辦法在混凝土結(jié)構(gòu)物表面涂防腐材料如聚氨酯、氟樹(shù)脂類涂層阻斷混凝土與腐蝕性物質(zhì)接觸。還可以在表面貼防護(hù)層比如包裹玻璃纖維布，再涂上瀝青層等。

2.5 預(yù)防混凝土凍融的措施

首先根據(jù)使用環(huán)境得具體情況選擇性能合適的水泥、集料和外加劑，保證原材料耐久性符合要求；其次科學(xué)試配混凝土配合比，試驗(yàn)條件一定要根據(jù)結(jié)構(gòu)類型所處的環(huán)境條件制定參數(shù)；可以通過(guò)適當(dāng)降低水灰比的辦法提升混凝土抗凍融性，因?yàn)樗嗨杷忠话銥槠渲亓康?5%左右，水量增加，多余的水處于游離狀態(tài)易受凍脹破壞；再次，可以采用加外加劑的方法，比如摻入引氣劑等；最后通過(guò)人為改變建筑環(huán)境的措施，避免混凝土凍融產(chǎn)生。

2.6 鋼筋防腐蝕措施

首先混凝土受到腐蝕都會(huì)影響到內(nèi)部鋼筋，因此對(duì)于混凝土防腐蝕措施也是保護(hù)鋼筋的必要措施。其次對(duì)于重點(diǎn)工程或處于腐蝕性環(huán)境的工程可以采用耐腐蝕鋼筋，比如低合金鋼筋、涂層鋼筋、包銅鋼筋、鍍鋅鋼筋等。最后可以在混凝土中加入阻銹劑或者采用陰極保護(hù)的措施。陰極保護(hù)是一種電化學(xué)保護(hù)方法，通過(guò)使鋼筋表面不再放出自由電子來(lái)控制鋼筋的陽(yáng)極反應(yīng)。

3 結(jié)語(yǔ)

以上是在工程建設(shè)中常見(jiàn)的混凝土腐蝕產(chǎn)生的原因和處理措施希望能為有需要的同行提供一些幫助。