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，并且在建筑物建設的使用過程中占有越來越大的比重。然而建筑物經受風吹日曬、雨打霜凍，腐蝕現象常常發生，而這種腐蝕現象的發生最大的原因來自建筑混凝土鋼筋的腐蝕。混凝土鋼筋一旦腐蝕，整個混凝土結構層的耐久性、實用性降低，甚至會導致整個建筑物的破壞與坍塌。為了避免腐蝕現象的發生，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行全方面的分析，通過相應的檢測方法，選擇最佳的防護方法，加強對混凝土鋼筋的保護力度。

關鍵詞 混凝土鋼筋;腐蝕現象;耐久性;實用性;檢測方法;防護方法

引言

在目前的建筑工程中，混凝土鋼筋結構是應用的最廣泛、最常見的結構之一。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構的性能，因此混凝土鋼筋結構的耐久性成為廣大研究學者的聚焦重點。而混凝土中的鋼筋遭到腐蝕是導致鋼筋混凝土結構耐久性下降的最關鍵的原因，因而正確認識混凝土中鋼筋腐蝕的原因并且采取預防措施對保護建筑物有著至關重要的意義。

1鋼筋腐蝕對混凝土結構的影響

在混凝土鋼筋結構中，鋼筋被混凝土完全覆蓋，在一定范圍內與外界環境完全隔離開，在這種條件下鋼筋處于低活性狀態，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，屬于一種多孔結構，在制作的過程中會不可避免的產生裂縫，因此，目前建筑中的外部混凝土保護層都不能做到完全嚴密的保護其中的鋼筋。當保護層的保護力度不足時，環境中的致腐介質通過混凝土的裂縫滲入混凝土鋼筋結構內部，導致保護層內部的鋼筋發生腐蝕。鋼筋一旦遭到腐蝕，其體積會膨脹數倍，擠壓導致外部的混凝土保護層脫離甚至掉落，以至于整個建筑結構遭到破壞。有一些建筑內部采用的是高強度預應力鋼筋，這種鋼筋發生腐蝕時，由于其截面小，產生的應力大，整個混凝土結構可能會因此發生斷裂，造成更加嚴重、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。混凝土鋼筋的碳酸化作用是指混凝土中的主要成分氫氧化鈣與滲入其中的空氣中的水與二氧化碳發生化學反應，導致混凝土中的pH值降低，破壞了混凝土中混合物的穩定存在條件，從而進一步改變了混凝土的滲透性能。混凝土的碳酸化是混凝土鋼筋結構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，確保混凝土結構處于干燥的環境下有助于抑制鋼筋的腐蝕，因而合理的設置外部混凝土保護層的厚度是有效避免因混凝土碳酸化導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。在氯鹽環境下，氯離子擴散游離至混凝土結構內部，與混凝土中的氫氧化鈣發生化學反應，從而降低混凝土的嚴密性。當游離氯離子的深度進一步增加，混凝土內部鋼筋表面的鈍化膜遭到破壞，鋼筋進入活化狀態，其腐蝕速度被進一步加快。

（3）溫差導致的腐蝕作用。這種腐蝕原因常見于晝夜溫差過大的建筑。混凝土保護層中存在著許多孔隙，滲入孔隙內部的水汽在巨大的晝夜溫差的作用下，遇冷結冰，體積膨脹擠壓外部混凝土保護層，在滲透壓力與膨脹壓力的作用下，混凝土的內部結構不斷遭受到細微的損傷與破壞。經年累月，這些損傷最終會導致整個混凝土結構的徹底坍塌。

（4）混凝土原材料的自我反應。混凝土原材料中的水泥、堿性物質、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生反應，生成的反應物體積膨脹，使混凝土產生內部應力，最終導致混凝土失去效用。這種反應進行的速度緩慢，不易察覺，然而在反應到達一個臨界點導致建筑物的損毀是不可預估的[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行檢測需要因地制宜，挑選最適合的方法進行檢測。

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

（2）無損檢測法。然而大部分建筑不宜進行過多的破壞，因此無損檢測法應用更加廣泛。無損檢測法包括物理檢測和化學檢測兩種方式。物理檢測主要通過紅外射線、聲音發射、渦流和電阻棒等方法進行檢測;化學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防措施

（1）采用防腐蝕材料。混凝土的滲透率是混凝土的抗腐蝕程度的關鍵因素，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層，能夠減少因磨損、化學物質反應等原因造成的腐蝕情況。

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

5結束語

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制，提出了抗腐蝕材料和電化學防腐蝕等行之有效的防護手段。在實際建筑過程中，應該因地制宜，根據實際狀況選擇最合適的最佳的防護手段。

參考文獻

[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;學歷：碩士研究生，職稱：工程師，現就職單位：陜西地建房地產開發集團有限公司，研究方向：房屋建筑。