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摘要：在建筑工程的建设过程中,多数项目离不开钢筋混凝土结构。然而钢筋混凝土中钢筋腐蚀现象普遍的存在，由于钢筋的腐蚀而引起的混凝土耐久性的降低在混凝土中占有相当的比重，因此工程项目质量管理需要对这一问题进行分析与防范。
关键词：钢筋混凝土；钢筋腐蚀原理；防范措施；
1基本概况
混凝土作为一种胶凝材料在使用中通常呈碱性，其与钢筋混用的时候会在钢筋外部形成一层保护膜，在相对温度、湿度、气体结构都处于恒定时，钢筋砼结构的使用较为稳定。但是现今气候环境较为复杂，再加上混凝土其结构特质就属于多孔类材料，因此在使用中外部的各类物质可能会穿过这些孔隙与钢筋发生反应，从而影响钢筋砼结构的应力性质，在腐蚀部位出现局部变形，并且钢筋腐蚀反应的范围会在时间作用下不断扩大推移，致使建筑物主体结构出现变形、开裂的情况。目前在钢筋发生腐蚀情况的主要影响因素有H2O、CL-、SO42-等，以下通过电化学反应、化学反应等方式探讨钢筋砼中钢筋的腐蚀原理。
2关键因素
钢筋混凝土所使用的材料是混凝土和钢筋，具有混凝土和钢筋的优点，其强度高、韧性好，并且混凝土与钢筋间具有良好的粘结力，同时二者的温度线膨胀系数相近，正因为钢筋混凝土具有这些优点，因此钢筋混凝土成为现代土木结构的主体。钢筋腐蚀是影响钢筋混凝土结构耐久性最重要的因素。混凝土中钢筋的腐蚀，不仅会造成巨大经济损失，还可导致钢筋混凝土结构破坏，甚至会引起结构坍塌。因此，钢筋腐蚀问题不容忽视。
3钢筋混凝土中钢筋腐蚀原理分析
混凝土的孔溶液呈碱性，新搅拌混凝土的ph值一般都在12~13之间，在这样强的碱性环境下，钢筋表面会生成一层钝化膜，它是厚度一般为2×10-9~6×10-9m的水化氧化产物(γ-fe2o3·nh2o)，阻止了钢筋的锈蚀，但是当ph值由于各种原因降至11.8或者更低时,钝化膜将不能保持，钢筋进入活化状态，钢筋就会发生锈蚀。钢筋表面发生的腐蚀分为化学腐蚀和电化学腐蚀，化学腐蚀是钢筋表面与气体或介质溶液接触发生的腐蚀，这种腐蚀没有电子的流动，只是腐蚀现象的一小部分；而电化学腐蚀是钢筋表面与腐蚀介质发生电化学反应而引起的腐蚀，绝大部分腐蚀都属于电化学腐蚀，因此本文着重讨论电化学腐蚀。
期刊文章分类查询,尽在期刊图书馆钢筋表面发生电化学腐蚀的条件是当钢筋表面有水分存在时，就发生铁电离的阳极反应和溶液态氧还原的阴极反应，并以相互等速度进行，其反应方程式如下：阳极：fe→fe2++2e阴极：0.5o2+h2o+2e→2oh-总的反应是阴阳极反应的组合，并在钢筋表面析出氢氧化铁：fe2++2oh-→fe(oh)2fe(oh)2+0.5h2o+0.25o2→fe(oh)3氢氧化铁fe(oh)3进一步氧化生成红锈nfe2o3·mh2o，一部分氧化不完全的生成黑锈fe3o4，在钢筋表面形成锈层，铁锈的体积最大可膨胀至原来体积的6倍。钢筋膨胀使周围的混凝土产生较强的拉应力，当混凝土中拉应力超过混凝土的抗拉强度时，混凝土将沿钢筋方向开裂，即顺筋开裂，严重的使混凝土保护层剥落。混凝土开裂后，进一步丧失了对钢筋的保护，使得腐蚀介质更容易达到钢筋表面，导致钢筋腐蚀的进一步加剧，如此周而复始，加剧了钢筋混凝土结构的破坏。混凝土中钢筋钝化状态被破坏、钢筋活化的主要原因是混凝土保护层的碳化和氯化物的作用。混凝土碳化时，ph值显著降低，一般降到8~9，在这种状态下，钢筋将不处于钝化状态，极易发生腐蚀。相对于碳化，氯离子的危害一旦发生后果要严重的多。氯离子半径小，穿透能力强，可以很容易穿透钢筋表面的钝化膜，进而竞争吸附在钢筋的表面，当氯离子到达钢筋表面时，将使该处的ph值显著降低，导致局部酸化，造成小阳极大阴极的情况，促成严重的电化学腐蚀。cl-除了去钝化作用外还有搬运作用，cl-可以与fe2+生成fecl2，加速了阳极过程，fecl2是可溶的，向混凝土内扩散时遇到oh-便生成fe(oh)2沉淀，进而生成氧化铁即铁锈。cl-不会被消耗掉，只是起到了“迁移”作用，如此周而复始，大大加速了钢筋的锈蚀。此外，cl-的存在加大了混凝土的导电性，使得电化学腐蚀的发生更加容易，对钢筋的防腐蚀极为不利。
4钢筋的腐蚀过程及防范措施
4.1混凝土中钢筋的腐蚀过程。
混凝土内钢筋的腐蚀，一般多属于金属电化学腐蚀这种腐蚀的发生一般都在以下两种情况下：一是钢筋表面氧化铁保护膜被破坏，使钢筋失去保护层；二是有水和氧气的参与。具体表现在以下几方面
①混凝土内掺入了氯盐。
为提高混凝土早期强度，在混凝土中掺加一定量的氯盐是有效的。但因氯化钙是以氯离子和钙离子的状态存在，氯离子能破坏钢筋表面的氧化铁保护膜，并能使钢筋表面局部酸化，使钢筋腐蚀。另外，如果氯化钙掺量过多，还会增加混凝土的干缩度，使其在早期产生干缩裂缝。加上氯盐本身具有较强的吸湿性，从而加速了钢筋的腐蚀。
②混凝土不密实或存在裂缝。
混凝土密实度不良和构件上产生的裂缝，往往是造成钢筋腐蚀很重要的原因。尤其当水泥用量偏少、水灰比不当，在混凝土浇筑过程中振捣不实，产生露筋、蜂窝麻面和裂缝时，就会给水和氧及其它侵蚀性介质的渗透创造条件，从而加速钢筋的锈蚀。
③混凝土“碳化”。
混凝土的“碳化”，是指混凝土中的氢氧化钙与空气中的二氧化碳反应，生成碳酸钙的过程。混凝土中的氢氧化钙使混凝土保持碱性，有利于钢筋的钝化。但当碳化锋面到达钢筋时，钢筋周围的碱性环境也就消失了，同时碳化使被C-S-H胶体粘结的氯离子成为自由活动的氯离子，使钢筋容易发生腐蚀。碳化有时候对混凝土也是有利的。在密实的混凝土中，当碳化深度较小时，碳化形成的硅、铝、氧化铁骨架被生成的碳酸钙填充。使碳化后的强度比原始的混凝土的强度更高，而且具有更低的渗透性。应该注意的是，对于疏松多孔的混凝土，碳化的这种加强作用是不明显的，碳化永远不能使这种混凝土成为质量较好的混凝土。
4.2钢筋混凝土防范措施。
从目前的技术条件来看，混凝土结构物中钢筋腐蚀的检测方法主要包括破损法和非破损法（电阻棒法、涡流探测法、声发射探测法自然电位法、交流阻抗谱法、线性极化法、恒电量法等许多种），修复技术主要有补丁法、电化学氯化物萃取技术及再碱化技术等几种。在工程实际中，为提高混凝土结构的耐久性，可采用以下措施：
①混凝土的基本的防护措施
对于钢筋混凝土的保护来说，最基本的就是对钢筋混凝土的设计环节、施工环节及制作环节这三个方面进行保护。在设计环节当中，应尽量使混凝土的表面可以进行最大限度地排水，设计的形状应该尽量简单。此外，在混凝土的施工环节当中，施工人员要尽量减少水灰的比例，另外，还要适当地利用引气剂，使混凝土的耐冻性得到提高，最后在混凝土的制作当中，要尽量按照规定控制原料当中的氯离子的使用。
②对混凝土的表面进行相应的防护手段
在对混凝土的表面进行保护的时候，往往是通过在混凝土的表面涂一些涂料来实现，使混凝土材料的表面形成一种有效的隔离层，在这种隔离层的保护之下，水和氯离子等一些物质就无法进入混凝土内部当中，更不可能与混凝土发生化学反应，从而保持混凝土的碱性特征。此外，也可通过在混凝土表面涂抹一种浸入性材料，降低混凝土材料的吸水性，从而保持混凝土材料的碱性特征，对钢筋起到很好的保护。
5结束语
随着我国经济的飞速发展，对建筑行业的需求量越来越大，此外，社会对建筑行业的质量的要求也越来越高，在钢筋混凝土的施工过程当中，对钢筋混凝土实施相应的保护，可以有效地提高钢筋混凝土的抗腐蚀的能力，有效保护钢筋混凝土建筑的质量。
论文作者:孙玲玲
论文发表刊物:《防护工程》2019年12期
论文发表时间:2019/9/5
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