鋼筋在混凝土中的銹蝕是一個(gè)普遍存在的問題，對(duì)混凝土造成的損壞比自然災(zāi)害或戰(zhàn)爭(zhēng)導(dǎo)致的混凝土損壞還要多。事實(shí)上，這導(dǎo)致了鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)中80%以上的損害。
隨著時(shí)間的推移，鋼筋與其所處環(huán)境之間會(huì)產(chǎn)生自然化學(xué)或電化學(xué)反應(yīng)，這便是銹蝕的成因，這一過程會(huì)導(dǎo)致鋼筋劣化。全球每年因此而造成的成本估計(jì)超過1.8萬億美元，該數(shù)字凸顯了腐蝕這一過程極具經(jīng)濟(jì)破壞性，盡管發(fā)生得無聲無息。
鋼筋出現(xiàn)銹蝕后，其體積大于原始鋼材，造成混凝土內(nèi)部應(yīng)力。這會(huì)導(dǎo)致混凝土開裂、污染和剝落，嚴(yán)重?fù)p害混凝土結(jié)構(gòu)的完整性和安全性。
當(dāng)混凝土首次澆筑時(shí)，其高堿性在硬化過程中會(huì)在鋼筋表面形成一層化學(xué)性質(zhì)相對(duì)穩(wěn)定的氧化鐵膜（Fe2O3），這層膜能保護(hù)鋼筋免受銹蝕。然而，在硬化過程中，混凝土也會(huì)形成微小的孔隙，水和腐蝕性物質(zhì)滲透到這些孔隙，隨著時(shí)間的推移，這些孔隙會(huì)逐漸形成微裂縫，并進(jìn)一步造成混凝土劣化。
諸如碳化、氯離子侵入或環(huán)境因素等會(huì)加速裂縫的形成，破壞保護(hù)性的氧化鐵層，并最終導(dǎo)致鋼筋銹蝕。
01碳化
大氣中的二氧化碳滲透到混凝土中，降低其pH值，破壞鋼筋上的氧化鐵層。這一過程稱為碳化，它降低了混凝土的堿性，使其保護(hù)鋼筋的能力減弱。隨著時(shí)間的推移，特別是在二氧化碳（CO2）濃度高的環(huán)境中，這會(huì)導(dǎo)致鋼筋開始受到銹蝕。
02氯離子侵入
來自諸如除冰鹽和海洋環(huán)境的氯離子特別具有侵蝕性。氯離子通過裂縫和孔隙滲透到混凝土中，接觸到鋼筋并引發(fā)銹蝕。這些離子破壞了保護(hù)層，導(dǎo)致局部腐蝕和點(diǎn)蝕，這對(duì)結(jié)構(gòu)造成的損害尤為嚴(yán)重。
03環(huán)境因素
在高濕度、高鹽度和腐蝕性化學(xué)物質(zhì)較多的沿海地區(qū)和工業(yè)區(qū)，會(huì)加快銹蝕速度。例如，墨西哥灣沿岸地區(qū)的建筑物會(huì)經(jīng)歷高環(huán)境溫度和濕度，接觸嚴(yán)重的土壤鹽分以及地下水中的硫酸鹽，所有這些都使得該地區(qū)的環(huán)境具有強(qiáng)烈的腐蝕性。
有如下幾種傳統(tǒng)方法可以用來減輕鋼筋銹蝕，盡管效果各不相同：
01陰極保護(hù)
陰極保護(hù)是一種昂貴的技術(shù)，它將鋼筋表面的活躍區(qū)域轉(zhuǎn)變?yōu)榛瘜W(xué)性質(zhì)穩(wěn)定的區(qū)域，使其成為電化學(xué)電池的“陰極”。陰極保護(hù)有兩種類型：外加電流保護(hù)和犧牲陽極保護(hù)。外加電流保護(hù)使用外部電源來保護(hù)金屬，這種技術(shù)可以主動(dòng)地驅(qū)動(dòng)陰極反應(yīng)，減緩金屬的腐蝕過程；而犧牲陽極保護(hù)則使用由犧牲金屬制成的人工陽極來保護(hù)原始鋼筋，犧牲陽極比鋼筋更容易腐蝕，因此在電化學(xué)反應(yīng)中，它會(huì)被優(yōu)先腐蝕，從而保護(hù)鋼筋不受銹蝕。
02緩蝕外加劑
該方法將化學(xué)物質(zhì)添加到混凝土混合物中以減緩銹蝕過程。它們通過在鋼筋上形成保護(hù)膜或通過化學(xué)反應(yīng)中和腐蝕性物質(zhì)來發(fā)揮作用。雖然這些緩蝕劑在延遲銹蝕開始時(shí)有效，但它們提供的保護(hù)只是臨時(shí)性的，尤其是在惡劣的環(huán)境中時(shí)，其保護(hù)效果較為有限。
03防腐蝕涂層
將環(huán)氧樹脂這類的防腐蝕涂層涂覆在鋼筋上，以防止水分和氯離子接觸到鋼材。這些涂層能夠起到物理屏障的作用，但在施工過程中容易受損，而且可能會(huì)隨時(shí)間而發(fā)生劣化。如果涂層受損，由于暴露面積較小，可能會(huì)在受損部位以更快的速度發(fā)生局部腐蝕。
盡管這三種方法普遍使用，但它們?cè)陂L(zhǎng)期防止腐蝕方面都存在不足，這導(dǎo)致混凝土結(jié)構(gòu)需要持續(xù)維護(hù)，并且在生命周期內(nèi)付出較高的成本。
下篇將會(huì)為您帶來更優(yōu)防銹蝕的方法。
