摘要：本文主要列舉了鋼筋砼中鋼筋腐蝕的主要因素，通過實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)提出了一些修補(bǔ)和防治措施。
關(guān)鍵詞：鋼筋混凝土；腐蝕；碳化；密實(shí)度
鋼筋砼是由鋼筋和混凝土組合成一體的結(jié)構(gòu)材料。由于熱傳導(dǎo)性差，鋼筋在砼的包裹下不能和火直接接觸，增強(qiáng)了結(jié)構(gòu)的耐火性；鋼筋包裹在混凝土里，混凝土的弱堿性避免鋼筋腐蝕；鋼筋和混凝土之間存在著足夠的粘結(jié)力，使鋼筋混凝土構(gòu)件在工程方面得到了很廣泛的應(yīng)用。但是，在某些特定的情況下，鋼筋仍受到腐蝕，造成結(jié)構(gòu)破壞，分析如下：
1 鋼筋腐蝕的主要原因
1.1 砼不密實(shí)或有裂縫存在造成鋼筋的腐蝕
砼密實(shí)度不良和構(gòu)件上產(chǎn)生的裂縫，往往是造成鋼筋腐蝕的很重要原因。尤其是當(dāng)水泥量偏小，水灰比不當(dāng)和振搗不良或在砼澆筑中產(chǎn)生露筋、蜂窩、麻面等情況，都會(huì)加速鋼筋的腐蝕。
1.1.1砼的碳化深度影響鋼筋腐蝕。從調(diào)查資料表明，砼的碳化深度和砼密實(shí)度有很大關(guān)系。密實(shí)度好的砼碳化深度僅局限表面；而密實(shí)度差的砼，則碳化深度就大。如某鋼鐵車間鋼筋砼結(jié)構(gòu)30年以上，由于砼密實(shí)度好，碳化深度還不到1mm，而同一廠的管道支架僅用13年左右，碳化深度已達(dá)6mm～25mm,鋼筋已腐蝕。
1.1.2侵蝕性氣體、介質(zhì)的侵入造成鋼筋腐蝕。當(dāng)侵蝕性氣體、介質(zhì)侵入深度達(dá)到或超過鋼筋保護(hù)層時(shí)，鋼筋表面鈍化膜遭到局部破壞，鋼筋開始腐蝕。
1.1.3 與環(huán)境濕度密切相關(guān)。砼的碳化和鋼筋環(huán)境濕度有直接關(guān)系。在十分潮濕的環(huán)境中，其空氣相對(duì)溫度接近于100%，砼孔隙充滿水分，阻礙了空氣中氧氣向鋼筋表面擴(kuò)散，二氧化碳也難以透入，使鋼筋難以腐蝕。當(dāng)相對(duì)濕度低于60%時(shí)，在鋼筋表面難以形成水膜，鋼筋幾乎不生銹，碳化也難以深入。而空氣濕度在80%左右時(shí)，有利于碳化作用，砼鋼筋銹蝕發(fā)展很快。由于環(huán)境濕度往往隨氣候和生產(chǎn)情況而變化，因而砼也隨之而碳化，鋼筋會(huì)腐蝕。
1.2 砼內(nèi)摻加氯鹽造成鋼筋的腐蝕
為了提高砼早期強(qiáng)度和防凍，在砼內(nèi)摻一定量的氯鹽，如氯化鈣、氯化鈉是有效的。但氯鹽摻量過大，將產(chǎn)生下列危害：
1.2.1 砼中存在的氯離子會(huì)破壞鋼筋表面鈍化膜。使局部活化，形成陰極區(qū)，并使鋼筋表面局部酸化，從而加速腐蝕。
1.2.2 水泥和氯化鈣結(jié)合生成水化物，若硬化結(jié)晶形成，則會(huì)在固相中膨脹而形成微細(xì)裂縫，使鋼筋遭受腐蝕。
1.2.3 增加砼的干縮量，氯鹽本身尚有較大的吸濕性，會(huì)促進(jìn)鋼筋腐蝕。
1.2.4 鋼筋腐蝕生成物中的氯化鐵，水解性強(qiáng)，使氯離子能長期反復(fù)地起作用。
1.2.5 氯鹽使水泥的水化作用不完全，同時(shí)會(huì)增加砼的導(dǎo)電性。
1.3 高強(qiáng)鋼筋中壓力腐蝕
高強(qiáng)鋼筋中出現(xiàn)微裂縫，并不斷發(fā)展，直到破壞其方向垂直于主拉應(yīng)力。一般在表面只有輕微損害或根本看不見損害。這種腐蝕尤為危險(xiǎn)，因?yàn)樗鼪]有任何預(yù)兆就發(fā)生突然破壞。
1.4 由于雜散電流導(dǎo)致鋼筋腐蝕
工業(yè)用電中的直流電，當(dāng)它滲漏到地下鋼筋砼結(jié)構(gòu)中時(shí)，電流流入處相當(dāng)于陰極區(qū)，電流流出處相當(dāng)于陽極區(qū)，會(huì)造成鋼筋的腐蝕，此種腐蝕一般不會(huì)產(chǎn)生嚴(yán)重現(xiàn)象。
2 鋼筋腐蝕對(duì)結(jié)構(gòu)的危害
在鋼筋砼結(jié)構(gòu)中，鋼筋受到周圍砼的保護(hù)，一般不腐蝕。但當(dāng)保護(hù)層破壞或保護(hù)層不足使，鋼筋在一定條件下將產(chǎn)生腐蝕，建（構(gòu)）筑物的安全受到影響。
2.1 銹蝕引起鋼筋斷面削弱
由銹蝕引起鋼筋斷面削弱，尤其是高強(qiáng)預(yù)應(yīng)力鋼筋，表面積大、截面小、應(yīng)力高，一旦發(fā)生腐蝕，危險(xiǎn)性更大，嚴(yán)重會(huì)導(dǎo)致構(gòu)件破壞的危險(xiǎn)。
2.2 鋼筋腐蝕造成體積變大
鋼筋腐蝕體積膨脹大約增長2.2倍，使砼保護(hù)層破裂甚至脫落，從而降低結(jié)構(gòu)的受力性能和耐久性。
2.3 鋼筋腐蝕性影響其性能
鋼筋腐蝕降低了與砼之間粘結(jié)力，影響鋼筋與砼共同工作性能。
例如，某鋼筋砼軌枕廠投產(chǎn)5年后，由于梁的垂直拼縫內(nèi)使用了摻有水泥用量5%的氯化鈣的水泥砂漿，氯離子由拼縫滲入到灌漿不實(shí)的鋼絲束孔道中，車間又潮濕，導(dǎo)致鋼絲束經(jīng)受嚴(yán)重腐蝕，21m跨的預(yù)應(yīng)力組合屋面梁斷裂。經(jīng)檢驗(yàn)，70%的鋼絲強(qiáng)度降低40%以上，延伸率平均降低了30%。所有鋼絲都脆性斷裂，沒有縮頸。
3 如何發(fā)現(xiàn)鋼筋砼結(jié)構(gòu)內(nèi)鋼筋腐蝕
鋼筋腐蝕除了銹斑外，通常在鋼筋處的砼表面沿鋼筋方向出現(xiàn)發(fā)絲裂縫，這種裂縫表面，膨脹的鐵銹已足以使砼劈裂。對(duì)于板下砼下鼓，實(shí)際上可能看不出來，但若用錘敲擊可明顯聽出空洞聲。
4 對(duì)鋼筋腐蝕的一般預(yù)防措施
鋼筋砼結(jié)構(gòu)中鋼筋腐蝕的主要原因是鋼筋的鈍化膜遭到破壞，以及二氧化碳、氧、水等腐蝕因子的侵入。因此，延緩鋼筋銹蝕是針對(duì)鋼筋銹蝕產(chǎn)生的原因而采取的。
a 施工中嚴(yán)格按照施工規(guī)范要求，保證砼的密實(shí)度。嚴(yán)格把好材料、水灰比、水泥用量、振搗和養(yǎng)護(hù)等關(guān)鍵工序。在有嚴(yán)重的侵蝕性介質(zhì)處應(yīng)適當(dāng)增加保護(hù)層的厚度。
b 對(duì)于室內(nèi)有侵蝕性氣體、粉塵等介質(zhì)，或相對(duì)濕度較大時(shí)，應(yīng)從生產(chǎn)工藝和建筑結(jié)構(gòu)著手，減輕外界的侵蝕條件。
如減少蒸汽、有害氣體、粉塵在結(jié)構(gòu)空間的逸散，加強(qiáng)通風(fēng)等，對(duì)處于化學(xué)侵蝕性條件下的砼必須設(shè)置防護(hù)層等。
c 澆筑鋼筋砼結(jié)構(gòu)應(yīng)嚴(yán)格按施工規(guī)范控制氯鹽的使用量，對(duì)禁止使用氯鹽的結(jié)構(gòu)絕不使用。且可在砼中加入適量的緩凝劑，如亞硝酸鈉等，可消除或延緩鋼筋的銹蝕。
d 防止雜散電流的腐蝕。
e 防止高強(qiáng)鋼絲的壓力腐蝕和脆性斷裂，可采用在鋼筋表面涂刷有機(jī)層。如環(huán)氧樹脂和鍍鋅的措施。
5 鋼筋腐蝕的修補(bǔ)
進(jìn)行現(xiàn)場(chǎng)檢查，得到鋼筋銹蝕的分布和銹蝕程度的記錄，按其輕重程度分別給予處理。
5.1 鋼筋腐蝕不嚴(yán)重時(shí)
當(dāng)鋼筋銹蝕不嚴(yán)重，砼表面會(huì)有細(xì)小裂縫或個(gè)別破損較小時(shí)，可采用在構(gòu)件外表面涂抹砂漿或涂抹絕緣層，如瀝青漆、過氯乙烯漆、環(huán)氧樹脂涂料等進(jìn)行防腐。
5.2 鋼筋腐蝕嚴(yán)重時(shí)
當(dāng)鋼筋銹蝕嚴(yán)重，鋼筋銹蝕插上的裂縫和保護(hù)層削落較多時(shí)，應(yīng)對(duì)結(jié)構(gòu)認(rèn)真檢查和修補(bǔ)。
若砼大面積完好的只要鑿去與銹蝕鋼筋銜接部位砼，鑿去的深度至少超過鋼筋20mm，使修補(bǔ)材料能很好地包裹著鋼筋，保證原砼和新砼結(jié)合完好。如果砼有油污，應(yīng)用丙酮清洗。腐蝕的鋼筋應(yīng)徹底清除鐵銹。對(duì)于鋼筋腐蝕嚴(yán)重，減少鋼筋有效面積的，應(yīng)采用焊接法進(jìn)行鋼筋補(bǔ)強(qiáng)。此時(shí)，砼清洗除范圍考慮增焊補(bǔ)強(qiáng)鋼筋的搭接長度，比銹蝕部分長一些。
在澆筑砼之前，用壓力水沖洗舊砼表面，且使舊砼水分飽和，但不能有積水，澆筑砼的模板除滿足強(qiáng)度、剛度外，還要充分考慮澆筑振搗的方便。一般使用插入式振動(dòng)器或人工振搗，修補(bǔ)用的砼比舊砼高一級(jí)的細(xì)石砼，澆筑必須密實(shí)，并有良好的養(yǎng)護(hù)措施。
關(guān)鍵詞：鋼筋混凝土；腐蝕；碳化；密實(shí)度
鋼筋砼是由鋼筋和混凝土組合成一體的結(jié)構(gòu)材料。由于熱傳導(dǎo)性差，鋼筋在砼的包裹下不能和火直接接觸，增強(qiáng)了結(jié)構(gòu)的耐火性；鋼筋包裹在混凝土里，混凝土的弱堿性避免鋼筋腐蝕；鋼筋和混凝土之間存在著足夠的粘結(jié)力，使鋼筋混凝土構(gòu)件在工程方面得到了很廣泛的應(yīng)用。但是，在某些特定的情況下，鋼筋仍受到腐蝕，造成結(jié)構(gòu)破壞，分析如下：
1 鋼筋腐蝕的主要原因
1.1 砼不密實(shí)或有裂縫存在造成鋼筋的腐蝕
砼密實(shí)度不良和構(gòu)件上產(chǎn)生的裂縫，往往是造成鋼筋腐蝕的很重要原因。尤其是當(dāng)水泥量偏小，水灰比不當(dāng)和振搗不良或在砼澆筑中產(chǎn)生露筋、蜂窩、麻面等情況，都會(huì)加速鋼筋的腐蝕。
1.1.1砼的碳化深度影響鋼筋腐蝕。從調(diào)查資料表明，砼的碳化深度和砼密實(shí)度有很大關(guān)系。密實(shí)度好的砼碳化深度僅局限表面；而密實(shí)度差的砼，則碳化深度就大。如某鋼鐵車間鋼筋砼結(jié)構(gòu)30年以上，由于砼密實(shí)度好，碳化深度還不到1mm，而同一廠的管道支架僅用13年左右，碳化深度已達(dá)6mm～25mm,鋼筋已腐蝕。
1.1.2侵蝕性氣體、介質(zhì)的侵入造成鋼筋腐蝕。當(dāng)侵蝕性氣體、介質(zhì)侵入深度達(dá)到或超過鋼筋保護(hù)層時(shí)，鋼筋表面鈍化膜遭到局部破壞，鋼筋開始腐蝕。
1.1.3 與環(huán)境濕度密切相關(guān)。砼的碳化和鋼筋環(huán)境濕度有直接關(guān)系。在十分潮濕的環(huán)境中，其空氣相對(duì)溫度接近于100%，砼孔隙充滿水分，阻礙了空氣中氧氣向鋼筋表面擴(kuò)散，二氧化碳也難以透入，使鋼筋難以腐蝕。當(dāng)相對(duì)濕度低于60%時(shí)，在鋼筋表面難以形成水膜，鋼筋幾乎不生銹，碳化也難以深入。而空氣濕度在80%左右時(shí)，有利于碳化作用，砼鋼筋銹蝕發(fā)展很快。由于環(huán)境濕度往往隨氣候和生產(chǎn)情況而變化，因而砼也隨之而碳化，鋼筋會(huì)腐蝕。
1.2 砼內(nèi)摻加氯鹽造成鋼筋的腐蝕
為了提高砼早期強(qiáng)度和防凍，在砼內(nèi)摻一定量的氯鹽，如氯化鈣、氯化鈉是有效的。但氯鹽摻量過大，將產(chǎn)生下列危害：
1.2.1 砼中存在的氯離子會(huì)破壞鋼筋表面鈍化膜。使局部活化，形成陰極區(qū)，并使鋼筋表面局部酸化，從而加速腐蝕。
1.2.2 水泥和氯化鈣結(jié)合生成水化物，若硬化結(jié)晶形成，則會(huì)在固相中膨脹而形成微細(xì)裂縫，使鋼筋遭受腐蝕。
1.2.3 增加砼的干縮量，氯鹽本身尚有較大的吸濕性，會(huì)促進(jìn)鋼筋腐蝕。
1.2.4 鋼筋腐蝕生成物中的氯化鐵，水解性強(qiáng)，使氯離子能長期反復(fù)地起作用。
1.2.5 氯鹽使水泥的水化作用不完全，同時(shí)會(huì)增加砼的導(dǎo)電性。
1.3 高強(qiáng)鋼筋中壓力腐蝕
高強(qiáng)鋼筋中出現(xiàn)微裂縫，并不斷發(fā)展，直到破壞其方向垂直于主拉應(yīng)力。一般在表面只有輕微損害或根本看不見損害。這種腐蝕尤為危險(xiǎn)，因?yàn)樗鼪]有任何預(yù)兆就發(fā)生突然破壞。
1.4 由于雜散電流導(dǎo)致鋼筋腐蝕
工業(yè)用電中的直流電，當(dāng)它滲漏到地下鋼筋砼結(jié)構(gòu)中時(shí)，電流流入處相當(dāng)于陰極區(qū)，電流流出處相當(dāng)于陽極區(qū)，會(huì)造成鋼筋的腐蝕，此種腐蝕一般不會(huì)產(chǎn)生嚴(yán)重現(xiàn)象。
2 鋼筋腐蝕對(duì)結(jié)構(gòu)的危害
在鋼筋砼結(jié)構(gòu)中，鋼筋受到周圍砼的保護(hù)，一般不腐蝕。但當(dāng)保護(hù)層破壞或保護(hù)層不足使，鋼筋在一定條件下將產(chǎn)生腐蝕，建（構(gòu)）筑物的安全受到影響。
2.1 銹蝕引起鋼筋斷面削弱
由銹蝕引起鋼筋斷面削弱，尤其是高強(qiáng)預(yù)應(yīng)力鋼筋，表面積大、截面小、應(yīng)力高，一旦發(fā)生腐蝕，危險(xiǎn)性更大，嚴(yán)重會(huì)導(dǎo)致構(gòu)件破壞的危險(xiǎn)。
2.2 鋼筋腐蝕造成體積變大
鋼筋腐蝕體積膨脹大約增長2.2倍，使砼保護(hù)層破裂甚至脫落，從而降低結(jié)構(gòu)的受力性能和耐久性。
2.3 鋼筋腐蝕性影響其性能
鋼筋腐蝕降低了與砼之間粘結(jié)力，影響鋼筋與砼共同工作性能。
例如，某鋼筋砼軌枕廠投產(chǎn)5年后，由于梁的垂直拼縫內(nèi)使用了摻有水泥用量5%的氯化鈣的水泥砂漿，氯離子由拼縫滲入到灌漿不實(shí)的鋼絲束孔道中，車間又潮濕，導(dǎo)致鋼絲束經(jīng)受嚴(yán)重腐蝕，21m跨的預(yù)應(yīng)力組合屋面梁斷裂。經(jīng)檢驗(yàn)，70%的鋼絲強(qiáng)度降低40%以上，延伸率平均降低了30%。所有鋼絲都脆性斷裂，沒有縮頸。
3 如何發(fā)現(xiàn)鋼筋砼結(jié)構(gòu)內(nèi)鋼筋腐蝕
鋼筋腐蝕除了銹斑外，通常在鋼筋處的砼表面沿鋼筋方向出現(xiàn)發(fā)絲裂縫，這種裂縫表面，膨脹的鐵銹已足以使砼劈裂。對(duì)于板下砼下鼓，實(shí)際上可能看不出來，但若用錘敲擊可明顯聽出空洞聲。
4 對(duì)鋼筋腐蝕的一般預(yù)防措施
鋼筋砼結(jié)構(gòu)中鋼筋腐蝕的主要原因是鋼筋的鈍化膜遭到破壞，以及二氧化碳、氧、水等腐蝕因子的侵入。因此，延緩鋼筋銹蝕是針對(duì)鋼筋銹蝕產(chǎn)生的原因而采取的。
a 施工中嚴(yán)格按照施工規(guī)范要求，保證砼的密實(shí)度。嚴(yán)格把好材料、水灰比、水泥用量、振搗和養(yǎng)護(hù)等關(guān)鍵工序。在有嚴(yán)重的侵蝕性介質(zhì)處應(yīng)適當(dāng)增加保護(hù)層的厚度。
b 對(duì)于室內(nèi)有侵蝕性氣體、粉塵等介質(zhì)，或相對(duì)濕度較大時(shí)，應(yīng)從生產(chǎn)工藝和建筑結(jié)構(gòu)著手，減輕外界的侵蝕條件。
如減少蒸汽、有害氣體、粉塵在結(jié)構(gòu)空間的逸散，加強(qiáng)通風(fēng)等，對(duì)處于化學(xué)侵蝕性條件下的砼必須設(shè)置防護(hù)層等。
c 澆筑鋼筋砼結(jié)構(gòu)應(yīng)嚴(yán)格按施工規(guī)范控制氯鹽的使用量，對(duì)禁止使用氯鹽的結(jié)構(gòu)絕不使用。且可在砼中加入適量的緩凝劑，如亞硝酸鈉等，可消除或延緩鋼筋的銹蝕。
d 防止雜散電流的腐蝕。
e 防止高強(qiáng)鋼絲的壓力腐蝕和脆性斷裂，可采用在鋼筋表面涂刷有機(jī)層。如環(huán)氧樹脂和鍍鋅的措施。
5 鋼筋腐蝕的修補(bǔ)
進(jìn)行現(xiàn)場(chǎng)檢查，得到鋼筋銹蝕的分布和銹蝕程度的記錄，按其輕重程度分別給予處理。
5.1 鋼筋腐蝕不嚴(yán)重時(shí)
當(dāng)鋼筋銹蝕不嚴(yán)重，砼表面會(huì)有細(xì)小裂縫或個(gè)別破損較小時(shí)，可采用在構(gòu)件外表面涂抹砂漿或涂抹絕緣層，如瀝青漆、過氯乙烯漆、環(huán)氧樹脂涂料等進(jìn)行防腐。
5.2 鋼筋腐蝕嚴(yán)重時(shí)
當(dāng)鋼筋銹蝕嚴(yán)重，鋼筋銹蝕插上的裂縫和保護(hù)層削落較多時(shí)，應(yīng)對(duì)結(jié)構(gòu)認(rèn)真檢查和修補(bǔ)。
若砼大面積完好的只要鑿去與銹蝕鋼筋銜接部位砼，鑿去的深度至少超過鋼筋20mm，使修補(bǔ)材料能很好地包裹著鋼筋，保證原砼和新砼結(jié)合完好。如果砼有油污，應(yīng)用丙酮清洗。腐蝕的鋼筋應(yīng)徹底清除鐵銹。對(duì)于鋼筋腐蝕嚴(yán)重，減少鋼筋有效面積的，應(yīng)采用焊接法進(jìn)行鋼筋補(bǔ)強(qiáng)。此時(shí)，砼清洗除范圍考慮增焊補(bǔ)強(qiáng)鋼筋的搭接長度，比銹蝕部分長一些。
在澆筑砼之前，用壓力水沖洗舊砼表面，且使舊砼水分飽和，但不能有積水，澆筑砼的模板除滿足強(qiáng)度、剛度外，還要充分考慮澆筑振搗的方便。一般使用插入式振動(dòng)器或人工振搗，修補(bǔ)用的砼比舊砼高一級(jí)的細(xì)石砼，澆筑必須密實(shí)，并有良好的養(yǎng)護(hù)措施。
