《建筑材料》課程教學中關于鋼筋腐蝕的教學

摘 要：《建筑材料》課程是建筑類專業的一門專業基礎課程，該課程涉及建筑金屬材料的耐久性主要指耐銹蝕。鋼材的銹蝕是指鋼的表面與周圍介質發生化學作用或電化學作用而遭到侵蝕而破壞的過程。鋼材銹蝕的主要影響因素有環境濕度、侵蝕性介質性質及數量、鋼材材質及表面狀況等。本文針對腐蝕原因提出相應的解決辦法，對教學中需注意的問題做了重點闡述。

關鍵詞：《建筑材料》；銹蝕

作者簡介：成誠，男（1982.10-），籍貫：四川 遂寧，最高學歷：本科，現在職稱：助教，主要研究方向：材料學、化學，工作單位： 四川職業技術學院。

[中圖分類號]：TU5 [文獻標識碼]：A [文章編號]：1002-2139(2011)-17-0048-01

《建筑材料》課程是建筑類專業的一門專業基礎課程，該課程涉及建筑金屬材料，其中鋼材的耐久性包括許多方面，如耐熱性、耐酸性、耐堿性等，在建筑鋼材中主要指的是耐銹蝕。

鋼材表面與周圍環境接觸，在一定條件下可發生相互作用使鋼材表面產生銹蝕。銹蝕不僅造成鋼材的受力截面減小、表面不平整而導致應力集中，降低鋼材的承載能力；還會產生銹蝕疲勞現象，使疲勞強度大為降低，顯著降低鋼材的沖擊韌性，使鋼材脆斷。到本世紀末，美國預計要花4000億美元用于修復和重建鋼筋腐蝕破壞的工程，而在我國的工程實踐中，鋼筋腐蝕已經給鐵路造成了相當大的經濟損失。譬如京九鐵路唐莊特大橋則因為加冰保溫車的鹽水滲入道碴槽造成1800孔梁被氯鹽腐蝕，而不得不更換106孔梁并加固部分橋墩。因此，為了確保鋼材在使用過程中不產生銹蝕，必須采取防銹措施。在教學中，鋼筋的銹蝕原因及防銹措施是重點教學內容。

1、銹蝕的原因和分類

鋼材的銹蝕是指鋼的表面與周圍介質發生化學作用或電化學作用而遭到侵蝕而破壞的過程。鋼材銹蝕的主要影響因素有環境濕度、侵蝕性介質性質及數量、鋼材材質及表面狀況等。根據銹蝕作用機理，可分為化學銹蝕和電化學銹蝕。

1.1化學銹蝕

指鋼材直接與周圍介質發生化學反應而產生的銹蝕。這種銹蝕多數是氧化作用，使鋼材表面形成疏松的鐵氧化物。在常溫下，鋼材表面形成一薄層鈍化能力很弱的氧化保護膜，它疏松，易破裂，有害介質可進一步滲入而發生反應，造成銹蝕。在干燥環境下，銹蝕進展緩慢。但在溫度或濕度較高的環境條件下，這種銹蝕進展會加快。

1.2 電化學銹燭

是由于金屬表面形成了原電池而產生的銹蝕。鋼材本身含有鐵、碳等多種成分，由于這些成分的電極電位不同，形成許多微電池。在潮濕空氣中，鋼材表面將覆蓋一層薄的水膜。在陽極區，鐵被氧化成鐵離子進入水膜。因為水中溶有來自空氣中的氧，故在陰極區氧將被還原為OH-離子，兩者結合成為不溶于水的Fe(OH)2，并進一步氧化成為疏松易剝落的紅棕色鐵銹Fe(OH)3。電化學銹蝕是最主要的鋼材銹蝕形式。此外，鋼材銹蝕時，伴隨體積增大，最嚴重的可達原體積的6倍。在鋼筋混凝土中會使周圍的混凝土脹裂。

2、混凝土內鋼筋腐蝕的一般原因：

2.1 混凝土澆筑不密實

混凝土澆筑不密實會導致混凝土內鋼筋腐蝕，因此在施工過程中要防止以下情況發生，提高混凝土澆筑質量：① 模板不潔凈或粗糙，脫模劑涂刷不均勻②模板接縫不嚴密，澆筑混凝土時漏漿，混凝土振搗不密實。③混凝土骨料級配不準確。

2.2 周圍介質

建筑物周圍的介質是水和大氣，水中含有氯鹽、氫等腐蝕鋼筋的物質，大氣中含有氧、二氧化碳、工業廢氣等有害介質。鋼筋在這樣的環境中，有的介質破壞混凝土，通過空隙滲透到鋼筋周圍，破壞鋼筋的保護層，腐蝕鋼筋。

3、防腐措施

3.1 提高混凝土自身的防護能力

通過仔細設計與施工，最大限度地提高混凝土本身的低滲透性，盡量減少裂縫的發生及發展，以限制環境侵蝕介質入侵，從而預防鋼筋腐蝕。另外，要提高混凝土的密實性，降低有害離子入侵和減緩堿度損失。當水泥用量偏小、水灰比不當和振搗不良時，都會加速鋼筋的腐蝕。因此，在施工中要嚴格要求施工隊伍按照規范施工，保證混凝土的密實度，嚴格把握好材質、水灰比、水泥用量、振搗和養護等關鍵性工序，為鋼筋能夠更好地發揮效力提供良好的環境，預防鋼筋的腐蝕。

3.2 選擇優秀的原材料

對于大體積混凝土工程：要精心設計混凝土配合比。在保證混凝土具有良好工作性的情況下，應盡可能地降低混凝土的單位用水量，采用低砂率、低坍落度，摻高效減水劑和高性能引氣劑，高粉煤灰摻量的設計準則，生產出高強、高韌性、中彈、低熱和高極拉值的抗裂混凝土。對于有抗滲要求的混凝土：該類工程應優先選的水泥標號不宜低于425號，當采用325號水泥時必須摻外加劑并應經過試驗合格后方可使用，在不受侵蝕性介質和凍融作用時，宜采用普通硅酸鹽水泥、火山灰質硅酸鹽水泥、粉煤灰硅酸鹽水泥，如采用礦渣硅酸鹽水泥則必須摻用外加劑以降低泌水率；在受凍融作用時應優先選用普通硅酸鹽水泥，不宜采用火山灰質硅酸鹽水泥和粉煤灰硅酸鹽水泥；大體積的抗滲混凝土，優先選用火山灰水泥。

4、總結

在《建筑材料》課程的教學過程中，許多教材在鋼筋防腐的問題上都闡述的比較簡單，每年我國建筑工程將使用大量鋼筋，其中30%以上被銹蝕浪費，多掌握鋼筋防腐方面的知識使學生能夠采取既經濟又有效的防腐維護措施，以確保工程結構的安全。