鋼筋混凝土結構銹蝕損傷的解析

時冬冬

摘 要：混凝土材料是土木工程中不可缺少的材料，鋼筋混凝土結構是最主要的結構形式，被廣泛應用在土木工程中。鋼筋的銹蝕會導致混凝土結構耐久性降低，影響混凝土結構的使用壽命。鋼筋混凝土銹蝕破壞形態主要是混凝土順筋脹裂破壞。混凝土開裂過程總共分為四個階段：裂縫產生階段、自由膨脹階段、裂縫擴展階段、膨脹應力產生階段。混凝土一般會發生兩種形態的脹裂破壞：第一種是“層裂”，層裂是指開始隱藏于構件內部，是沿著沿著鋼筋層面方向的脹裂。第二種是顯示于表面的順筋脹裂。該文主要站在改善和提高鋼筋混凝土耐久性的角度，分析了預防和解決混凝土結構銹蝕損傷的幾點建議。

關鍵詞：鋼筋混凝土 銹蝕損傷 分析

中圖分類號：TU7 文獻標識碼：A 文章編號：1674-098X（2014）06（c）-0087-01

鋼筋腐蝕是影響鋼筋混凝土結構耐久性的主要因素，鋼筋腐蝕 是世界土木工程界研究的重點和難點問題之一。我國正處在經濟快速發展的時期，隨著高速鐵路工程、城市軌道交通工程、跨江海隧道、跨江海大橋等大型工程的建設速度和建設規模不斷增大。鋼筋混凝土是建筑這些大型工程的最主要的材料，一定要嚴格把關質量。鋼筋混凝土的持久耐用決定著建筑工程壽命的長短，也對社會的發展和工程的經濟利益發揮著很重要的作用。

1 檢測鋼筋混凝土結構銹蝕損傷

1.1 檢測混凝土的強度

混凝土中的鋼筋發生銹蝕，就會產生鋼筋脹力，混領土的抗拉強度低于鋼筋脹力引起的拉應力就會產生裂縫。鋼筋混凝土結構銹蝕損傷檢測中，混凝土強度是非常重要的參數[1]。檢測混凝土強度的方法包括：回彈超聲綜合法、超聲脈沖法、回彈法、鉆芯法和拔出法。

1.2 檢測裂縫的寬度

鋼筋銹蝕的膨脹會造成混凝土開裂，鋼筋銹蝕程度和裂縫寬度有著極為密切的關系，鋼筋銹蝕裂縫的裂縫位置總是沿著鋼筋的位置伸展。裂縫的寬度就是與裂縫方向相垂直的、從混凝土表面量測的寬度。檢測裂縫的寬度一般采用印刷不同寬度線條的裂縫標準寬度板和裂縫進行對比，還可以采用由游標刻度與光學透鏡等組成的讀數顯微鏡，最小刻度保持在0.05 mm之內。裂縫太寬的時候，就要采取不同標準厚度的塞尺來進行插試，剛好能夠插入的塞尺就是裂縫的寬度。在裂縫上抹石灰膏是檢測裂縫發展最有效的方法之一，如果過幾天發現石灰膏有裂縫，就表明裂縫在繼續生長，寬度正在繼續增大。也可以在裂縫兩端最好記號，把裂縫的寬度、長度和位置記錄下來。隔段時間再去觀測記號是否發生變化。

1.3 檢測混凝土中氯離子的含量

氯離子會腐蝕鋼筋，使鋼筋表面鈍化，導致銹蝕。其中氯離子的含量可以采取硫氰酸鉀溶液滴定法和硝酸銀滴定法去確定。

（1）硫氰酸鉀溶液滴定法。

采取5 g的硫氰酸鉀溶液試樣，滴入三角燒瓶中，在緩慢加入0.5N的硝酸溶液200 mL。在電爐上加熱直到微沸，在加熱過程中要注意蓋上瓶塞，避免蒸發。冷卻到正常溫度時，就利用定性濾紙進行過濾，得到濾液，取用20 mL的濾液，加入20 mL0.02N的硝酸銀溶液，通過硫氰酸鉀進行滴定。輕晃溶液，直到溶液呈現出淡紫色，并且這種紫色沒有褪去的跡象為止。

（2）硝酸銀滴定法。

取用20 g的硝酸銀試樣，同樣放入三角燒瓶中，加入200 mL的蒸餾水，跟上述的不同，硝酸銀滴定法需要劇烈的搖晃三角燒瓶，時間需要1～2 min。要換之后，就進行28 h的浸泡或者浸泡在90 ℃的水浴鍋中3 h。采用定性濾紙進行過濾，如果提取液的pH值有一定的偏離，就可以采用碳酸氫鈉來調整堿度，利用硝酸溶液來調整酸度，爭取將提取液的pH值控制在7～8之間。最后加入10～12滴的5%鉻酸鉀指示劑[2]。采用0.02N的硝酸銀溶液進行滴定，一遍搖晃一遍滴，直到出現橙紅色且橙紅色不消失為止。

1.4 檢測混凝土碳化的深度

鋼筋銹蝕也可能是有鋼筋表面鈍化引起的，鋼筋表面鈍化是因為混凝土發生了碳化。評估大氣環境下對混凝土結構銹裂損傷時，碳化深度是很重要的一個參數。檢測碳化深度的方法有：用1 g的酚酞溶解50 mL的酒精。再加水，稀釋到100 mL，作指示液。取少量滴在孔洞內壁邊緣處。未碳化和已碳化清除之后，利用鋼卷尺或游標卡尺等深度測量工具去測量混凝土表面到未碳化和已碳化混凝土的交界面的垂直距離是多少。求取平均值，該距離就是混凝土碳化的深度值。

2 保證混凝土的質量的相關建議

2.1 電化學陰極保護

陰極保護分為外加電流陰極保護法和犧牲陽極保護法。外加電流陰極保護法是用鋼筋和直流電源的負極相連接，難溶性電極和正極相連接，提供保護電流，把握好電位不發生腐蝕現象。這種方法主要應用于暴露在大氣中的鋼筋混凝土結構。犧牲陽極保護法不需要額外的電源、不用經常的維護、簡單方便。犧牲陽極保護法主要應用在受鹽污染的混凝土結構。

2.2 提升混凝土表層的滲水性

混凝土表層是阻攔氯離子進入的重要防線，處理好混凝土的表層和提高混凝土的基本性能不僅方便，簡單有效[3]。目前有三匯總方式來改善混凝土表層的特性。第一種是侵入型涂料，第二種是混凝土表層脫水處理，第三種是混凝土涂層。

2.3 巧妙使用鋼筋阻銹劑

阻銹劑就是延緩或者阻止混凝土中的鋼筋發生腐蝕的緩蝕劑。處在惡劣環境中的鋼筋想要預防和控制腐蝕，就要在混凝土拌合的時候加入適量的阻銹劑，阻銹劑是預防鋼筋腐蝕的有效方法。阻銹劑是通過控制鋼筋界面發生陰極和陽極反應，來達到鋼筋免受腐蝕的主要目的。

3 結語

鋼筋腐蝕是影響混凝土耐用性的主要因素之一，想要提高混凝土結構的耐久性。就需要開展鋼筋銹蝕的技術研究和相關理論去探索凝土性能劣化和鋼筋腐蝕的基本機理，結合實際情況來制定出預防混凝土中鋼筋銹蝕的計劃[4]。在實際工作中，從混凝土的原材料的選擇上開始抓緊，涉及到混凝土的生產、養護、施工；配合比設計；鋼筋的保護措施等多個方面去考慮。對正在使用的建筑要定期對鋼筋進行檢測，以便于及時發現問題、解決問題，將問題扼殺在萌芽狀態，整體提高結構的使用壽命。

參考文獻

[1] 袁雪霞，金偉良，陳天民.施工期鋼筋混凝土結構可靠性研究[J].工業建筑，2011，10（5）：541-550.

[2] 蔣連接，袁迎曙.銹蝕鋼筋混凝土壓彎構件的恢復力模型[J].混凝土，2011，1（6）：847-850.

[3] 徐饒龍.關于混凝土早期裂縫的成因及處理方法的探討[J].科技致富向導，2011，10（24）：654-658.

[4] 蔡斌，孟廣偉，董心，等.基于模糊失效準則的混凝土結構橫向裂紋可靠度[J].吉林大學學報（工學版），2011，8（4）：547-580.endprint