防止混凝土内钢筋腐蚀的措施
发布时间:2021-04-13
基本措施
•——提高混凝土的密实性
•——适当增加混凝土保护层厚度
•——最大限度地防止混凝土裂纹的产生

附加措施
•——添加钢筋阻锈剂
•——电化学防护法
•——采用钢筋涂层的方法
•——混凝土表面涂层保护
电化学防护法

通过外部直流电源设备(强制电流法),或比铁更活泼的金属(如锌、铝合金等)的消耗(牺牲阳极法),给钢筋持续施加一定密度的阴极电流,将其阴极极化到一定程度,从而使得在钢筋上的阳极反应(腐蚀)被阻止或降低到非常小的程度。

电化学防护法优缺点
优点:
控制合适,能够给予结构持久保护。

缺点
①施工复杂,需专业人员进行施工。
②维护运行费用昂贵。
③适合于重大、特重大项目。
④有的结构不能使用该防腐方法。


采用钢筋涂层的方法
涂层钢筋就是在钢筋的表面涂覆一层涂层,隔离侵蚀介质与钢筋的直接接触,以此来保护钢筋。
这种涂层应具有以下特性:
①良好的抗化学侵蚀性能,重要的是可抵御水溶性介质的侵蚀;
②良好的物理作用;
③形成连续的涂层,因为针孔及破损点都是发生腐蚀的薄弱环节;
④与钢材有良好的粘结性能。

钢筋涂层法优缺点
优点:
经过20多年的发展,现在涂层钢筋的涂装技术已较为成熟,有一整套完备的产品检测手段,国外及国际标准化组织都制定了涂层钢筋的产品标准。

缺点
①环氧涂层喷涂工艺对温度要求高,较复杂,需在专门的车间里进行,在送到工程现场的运输、保管等环节及施工过程中难免会使涂层损伤,涂层损伤处成为阳极区而发生严重的局部腐蚀;
②施工时,在捆扎箍筋、钢筋折弯时,难免破坏涂层,而破损处会形成严重的缝隙腐蚀。而钢筋作为一个连续受力体,任何地方锈损严重,都会导致整个钢筋的失效。
③虽然现场要求要采取喷补措施,但喷补效果远不及专门车间里的效果,给使用效果打了折扣。
④涂层钢筋价格昂贵。
⑤同一结构中,避免涂层钢筋和未涂层钢筋混用,一旦二者电连接,就有形成腐蚀电池的可能,加速了腐蚀。
⑥有些结构不推荐使用涂层钢筋,如有大的冲击荷载或钢筋密集的结构。

混凝土表面涂层保护
混凝土中的钢筋锈蚀,是由于氯离子的侵入和混凝土的炭化造成的,所以对于没有被污染的混凝土构件,在表面涂覆一层保护层,使混凝土表面形成一层对有害物质具有高度隔离作用的保护层,有害物质难以渗入,钢筋就能长期保持钝化状态而不腐蚀。
目前已研制出能耐用数十年的涂层系统。现在我国常用的表面涂料有丙烯酸聚氨酯、环氧煤沥青和氯磺化聚乙烯等
混凝土表面涂层缺点

该方法应用时受到一定的限制,它只能使用在已成型的混凝土构建上,对于灌注桩、水中结构、地下结构、潮湿地区结构,外形复杂无法喷涂的部位,则不能起到保护的作用,而上述部位的结构往往是腐蚀最为严重的,也是防腐蚀的重点区域。

添加钢筋阻锈剂
钢筋阻锈剂是一种液态或粉末状的化学物质,以很小的浓度加入到混凝土中,就能有效的抑制钢筋锈蚀,从而延长钢筋混凝土结构的使用寿命。阻锈剂在酸洗、锅炉冷却水系统及石油化工等领域的成功应用已有近百年的历史,20世纪70年代引入到混凝土中用于保护钢筋。在浇筑混凝土构件时,阻锈剂作为一种外加剂直接加入到拌合物中,通过抑制钢筋表面的阳极反应或阴极反应来阻止钢筋的锈蚀。
钢筋阻锈剂并不一定能够提高混凝土的密实性,降低氯离子渗透能力。而是当氯离子不可避免的到达钢筋表面时,它能够延缓或阻止钢筋的锈蚀。
添加钢筋阻锈剂是防止混凝土内钢筋腐蚀的最为常见和简单易行的有效措施。
据美国混凝土学会(ACI)战略部采用全寿命经济分析法(TLCCA)预测寿命与成本的评估结果,在盐环境中的常规混凝土(不采取防护措施),虽然初建费是低一点,但大约15年便开始第一次修复工程,40年内要修复4次,修复费约为初建费的4倍;而采用加钢筋阻锈剂同时掺硅灰的方法,40年内不用修复,初建费略有增加,60年的总费用较之“常规”至少节约70%!


全寿命经济分析法(TLCCA)
TLCCA是重要的投资评估和经济分析技术。
其核心是在保证寿命的前提下花费最小。
执行TLCCA方法,要求一个工程立项,首先对其投入资金及其合理性进行评估。全部投资资金应包括初始投资和进一步投资两部分组成。第一部分是指建设时的设计、施工相关费用;第二部分包括保证达到寿命期所必须的“进一步费用”。这两项花费的分配要合理。
其表达式为: NPV(当前值)= 初值 + ∑[ 1/(1+i )nk ]   K=1 n ——进一步投资的年数 i ——折扣率
实行TLCCA的目的就是“减少后期投资、提高项目质量与性能”。
标准《工业建筑防腐蚀设计规范》(GB 50046-2008)和《海港工程混凝土结构防腐蚀技术规范》(JTJ275-2000)都明确:掺加阻锈剂是保护腐蚀性环境混凝土内钢筋的有效措施之一。



北京上百座立交桥使用了钢筋阻锈剂、引气剂、混凝土外涂层及其他综合措施,以减少撒氯盐融雪剂的腐蚀危害。