濱海地區鋼筋混凝土結構的腐蝕與對策

薛河

摘 要：鋼筋混凝土在我國建筑行業的應用日趨廣泛，而其在日常使用中所表現出的結構腐蝕現象也越來越受到重視。鋼筋混凝土結構的腐蝕不僅會對建筑物的使用性能造成影響，還會帶來更高的修復費用，造成社會經濟效益的整體下滑。濱海地區由于地理位置的特殊性，其鋼筋混凝土結構的腐蝕現象更為明顯。文章針對鋼筋混凝土結構在濱海地區的腐蝕現狀與成因進行闡述與分析，并在此基礎上提出相應的解決對策，旨在為業內工作人員提供理論參考依據。

關鍵詞：濱海地區；鋼筋混凝土；腐蝕原因；對策

濱海地區的經濟建設一直是我國的發展重點，而大規模設施建設作為經濟提升的重要舉措，建筑物的使用性能也備受重視。濱海地區由于地處海邊，更容易受到潮濕環境的影響，導致以鋼筋混凝土為主要結構的建筑物出現了較內陸地區更為明顯的結構腐蝕現象。據估計，我國每年由于鋼筋混凝土結構腐蝕所造成的損失約為國民生產總值的3%。如何有效減少或避免這一不必要損失，提高濱海地區鋼筋混凝土結構建筑物的使用性能，已成為廣大研究人員的工作重點。因此有必要對濱海地區的結構腐蝕類型、成因以及相應對策進行分析與研究。

1 鋼筋混凝土腐蝕的成因與類型分析

1.1 成因

導致濱海地區鋼筋混凝土腐蝕的主要原因有結構自身問題與環境因素兩方面。第一，鋼筋混凝土結構的設計不合理，會增大結構腐蝕的風險。若設計人員未結合濱海地區的環境特點，并按照科學可靠的規范進行設計，便會導致相應建筑物的耐腐蝕性下降。同時建筑原材料的性能也是影響鋼筋混凝土耐腐蝕性的重要因素之一，濱海地區由于海洋環境的影響，水泥無法達到應有的水化堿度（一般為pH≥12），進而導致鋼筋表面無法形成有效的鈍化膜，將加速鋼筋混凝土的結構銹蝕速度；海沙作為濱海地區的盛產原料，其氯離子含量較高，容易對鋼筋產生較強的銹蝕刺激，影響結構穩固性，而粉煤灰及礦渣等添加劑的使用也會對混凝土堿度產生不利影響，容易成為鋼筋銹蝕的誘發因素。此外，鋼筋混凝土結構的施工工藝及其所用技術也是影響施工質量的主要因素。例如混凝土的振搗過程并未按規范操作，進而引起蜂窩面的出現，或在混凝土的硬化過程中存在嚴重失水現象，導致鋼筋混凝土結構中存在較多的毛細孔等，這些現象的出現均可能導致地下水進入孔隙，進而對鋼筋產生銹蝕作用。第二，外界環境對鋼筋混凝土的影響主要包括：酸雨及環境中二氧化硫等酸性氣體對混凝土的破壞作用，混凝土的自然碳化過程及微生物腐蝕等。這些問題的出現都會導致混凝土的內部堿度下降，不利于其耐腐蝕性的長久維持。

1.2 類型

1.2.1 混凝土結構表面出現明顯沿鋼筋開裂現象。雖說鋼筋混凝土的抗壓性能及承壓能力良好，但其在應力張性與抗裂性方面較差，且這一弊端在混凝土保護層的厚度不夠時表現尤為明顯。當鋼筋發生腐蝕后，銹蝕產物會產生一定的體積膨脹，在混凝土表面形成沿鋼筋裂開的縫隙；且在混凝土表面出現裂隙后，更易誘發鋼筋銹蝕，形成惡性循環而加速銹蝕。

1.2.2 鋼筋斷面不均勻腐蝕或突發斷裂。在混凝土開裂后，可能由于開裂部位的不均勻性，導致鋼筋出現局部銹蝕，進而引起鋼筋斷面損失，當損失率達到某一臨界值時，便將對構件產生破壞作用，甚至會使處于應力作用下的鋼筋出現突發性斷裂。

2 避免鋼筋混凝土結構腐蝕的有效措施

2.1 注重防腐蝕設計

在濱海地區進行鋼筋混凝土結構建筑的設計時，應充分考慮到氯離子等酸性離子的腐蝕作用，并從結構設計、水灰比及混凝土厚度等多方面著手進行設計。可適當增加鋼筋外部混凝土的保護層厚度，控制鋼筋與地下水的接觸可能性，使鋼筋的抗腐蝕能力得到相對提升；還應控制水灰比處于低水平狀態，避免由于水灰比過高而在混凝土表面形成干縮性裂縫，進而導致在水分流失后出現更多的毛細孔，增大酸性物質進入孔隙而對鋼筋產生銹蝕作用的風險。

2.2 選用合理材料

施工材料的選取上，應盡量使用河沙，避免選用氯離子含量高的海沙。若河沙取用困難，則應對海沙進行充分處理，使其氯離子含量降至標準值以下后方可使用，一般可采取降低水灰比、在混凝土中加入阻銹劑、增大混凝土厚度等措施。鋼筋則建議選取環氧涂層鋼筋，即在鋼筋表面噴涂環氧樹脂涂料，這一施工材料的抗拉、抗彎性能更優，且在化學腐蝕與偏堿性環境中的耐受性更強。混凝土則應盡量選用低堿水泥，確保水泥堿含量符合鋼筋的抗腐蝕要求。

2.3 強化施工控制

整個施工過程應在嚴格控制下進行，應嚴格遵從施工規范，從原料、各類材料的氯離子含量及混凝土振搗質量等步驟中，全方位對施工進行質量控制，確保鋼筋混凝土結構的施工質量達標，杜絕人為因素所導致的結構腐蝕。此外，還可采取在鋼筋混凝土結構表面涂抹防護層或隔離層等措施，有效阻斷外部腐蝕介質進入混凝土，保護混凝土與鋼筋不受到腐蝕。一般可將改性水泥砂漿層作為液性原料投入到水泥砂漿中，在提高砂漿密實性的同時，對已銹蝕鋼筋混凝土的二次修補與防護有重要作用。

3 案例分析

某大橋位于海濱地區，橋梁全長為108m，凈寬度為9m，另加寬度為2*0.5m的混凝土護欄。該橋梁完工于2003年，自建成以來為當地的經濟與社會發展做出了極大貢獻。但近年來由于通過車輛的增加與使用年限的延長，導致該大橋出現了多處破損，分析發現這一破損腐蝕現象與濱海地區地下水等水體中的酸離子濃度有較大關聯。針對這一問題，有關單位于2010年在原有橋梁結構基礎上進行重新設計與施工：在設計階段注重防腐設計，對腐蝕嚴重部位的鋼筋進行全面更換，而腐蝕程度相對較輕處則采取加固，注重混凝土橋面結構的良好排水性與痛風性，避免水汽集聚而加重腐蝕；在混凝土的選取上注重質量，選用高性能混凝土作為施工材料，必要時加入減水劑；同時還在橋梁容易受腐蝕的部位，如橋梁迎風面空心板側面、浪濺區下部的硂表面等處，選用高分子材料進行涂層技術處理，從而有效隔離有害氣體或水、氧等酸性氣體；此外整個二次施工過程均處于高質量監管下，工程固定施工質量得到保障。經上述處理后，該濱海橋梁使用至今尚未出現結構銹蝕，且使用性能良好。

4 結語

綜上所述，濱海地區的鋼筋混凝土結構更容易出現腐蝕現象，其原因主要包括鋼筋混凝土建筑物自身施工質量與外部環境因素兩方面。有鑒于此，相關研究人員應加大對濱海地區鋼筋混凝土結構銹蝕的重視，從施工材料、施工過程控制等多方面著手，對鋼筋混凝土的銹蝕現象加以控制，進一步確保濱海地區鋼筋混凝土建筑物的施工質量。

參考文獻

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