混凝土結構中鋼筋銹蝕的修復方法

李冠章

河南省鶴壁市城市建設投資有限公司（458000）

混凝土結構中鋼筋銹蝕的修復方法

李冠章

河南省鶴壁市城市建設投資有限公司（458000）

混凝土結構中鋼筋銹蝕的防治已成為工程界迫切需要解決的問題，從防治的角度出發，介紹了國內外對鋼筋混凝土結構的傳統修補方法和電化學修復方法，闡述了陰極保護法、電化學再堿化法、電沉積修復法、電化學除氯法以及電滲阻銹劑法的基本原理和研究現狀。

耐久性；鋼筋銹蝕；電化學修復

鋼筋混凝土結構是目前工程應用最為廣泛的結構形式，鋼筋銹蝕引起的結構過早損壞已成為工程界關注的一大災害。對于正在服役且遭受氯離子侵害的鋼筋混凝土建筑物，如何采取技術上可行、經濟上合理的修復方法是工程界迫切需要解決的問題。這里主要介紹了目前國內外對鋼筋銹蝕的傳統修補方法和電化學修復方法。

1 傳統修補方法

鋼筋混凝土在使用過程中自然損壞或受到外力破壞，造成如麻面、露筋、孔洞、裂縫、鋼筋銹蝕等缺陷。傳統修復手段主要是先鑿除已經劣化的混凝土保護層，對鋼筋進行除銹防銹處理。對嚴重銹蝕的鋼筋，進行旁焊補強或更換，然后對銹蝕的鋼筋作除銹及阻銹處理，再使用環丙砂漿、丙乳砂漿等進行填補。傳統修補法[1]存在的主要問題在于修復效果難以滿足耐久性要求，尤其對于已遭受氯鹽侵蝕的海洋環境中的鋼筋混凝土結構，因為鋼筋處于新舊混凝土的交界處，修補會造成鋼筋表面產生電位差，處于鋼筋內側的混凝土中氯離子難以被徹底去除，鋼筋仍有再次銹蝕的可能。

2 電化學修復方法

2.1 陰極保護法

陰極保護技術[2]是以抑制鋼筋表面形成腐蝕電池為目的的電化學防腐方法，主要包括犧牲陽極法和外加電流輔助陽極法。其基本原理是對鋼筋持續施加一定的陰極電流，將其極化到一定程度，使得鋼筋上的陽極反應降低到非常小的程度。陰極保護法應用于鋼筋混凝土結構中，總體是可行的，但該方法從結構建設期就需要專人管理和維護，成本較高，因此其推廣應用受到了一定的限制[3]。此外，陰極保護技術主要應用于在建結構物，對于已經建成并已經出現鋼筋銹蝕的結構物其應用效果仍有待進一步研究。

2.2 電化學再堿化法

電化學再堿化法是20世紀70年代末在美國和歐洲興起的一種用于修復碳化混凝土內鋼筋腐蝕的重要方法。它主要通過無損傷的電化學手段來提高被碳化混凝土保護層的堿性，使保護層pH值恢復到11.5以上，從而降低鋼筋腐蝕活性，以減緩或阻止鋼筋的繼續銹蝕。其基本原理是在混凝土試件表面上的外部電極和鋼筋之間通直流電，以鋼筋作為陰極，以外部電極作為陽極，對鋼筋進行陰極極化。

2.3 電沉積修復法

電沉積修復法是最近興起的一種修復混凝土裂縫的新方法。其基本原理是利用鋼筋混凝土的特性與水環境條件，把帶裂縫的混凝土結構中的鋼筋作為陰極，以溶在水或海水中的各類礦物化合物(或加入合適的礦物質)作為電解質，并在混凝土結構附近設置一定面積的陽極，在兩者之間施加微弱的低壓直流電。因為混凝土是一種多孔材料,其孔隙液中就有一種電解質,所以在混凝土中就會發生電遷移，在混凝土結構的表面和裂縫處就有沉積物如CaCO3和Mg(OH)2等生成，這些沉積物填充、密實混凝土的裂縫，封閉混凝土的表面，進而達到修復的效果。

2.4 電化學除氯法

電化學除氯法首先由美國聯邦高速公路局研究出來，后來用于美國戰略公路研究規劃，并被歐洲使用。據統計，自20世紀80年代末開發成功到1994年短短幾年時間內，該方法已在北美、英國、德國、瑞典、日本及中東等約20個國家和地區中應用,應用面積達15萬平方米。目前，對電化學除氯法可能對鋼筋混凝土造成影響的研究比較廣泛，包括鋼筋混凝土界面結合強度、堿骨料反應、“氫脆”及混凝土微裂縫的變化等多方面。

2.5 電滲阻銹法

近十幾年來,鋼筋阻銹劑作為一種使用簡單、經濟有效的鋼筋防腐措施,被大量應用于工程中，但絕大部分為摻入型阻銹劑。隨著待修復工程的增加，用于修復和抑制已建混凝土結構中鋼筋銹蝕的遷移型阻銹劑開始在混凝土結構中得到應用。與單一的電化學除氯及阻銹劑自然滲透修復技術相比，電遷移阻銹技術可加速阻銹劑基團遷移到鋼筋表面，能顯著提高防腐修復效果。

3 結語

傳統修補法和電化學修復法的應用很大程度上解決了混凝土結構中鋼筋銹蝕修復的問題，對于提高鋼筋混凝土結構的耐久性和服役壽命具有十分重要的意義。

[1]徐建芝,丁鑄,邢峰.鋼筋混凝土電化學脫鹽修復技術研究現狀[J].混凝土,2008(9):22-24.

[2]張羽,張俊喜,王昆,等.電化學修復技術在鋼筋混凝土結構中的研究及應用[J].材料保護,2009,42(8):51-55.

[3]黃曉剛,何健,儲洪強.電化學防腐技術在混凝土結構中的應用研究概況[J].建筑技術開發,2008,35(8):51-55.