地鐵工程裸露鋼筋銹蝕危害及防治

單經年

（中交一航局第二工程有限公司，山東青島266071）

1 工程簡介

青島軌道交通R3線項目靈山衛停車場及出入段線工程位于青島市黃島區靈山衛街道，黃島區地處華北暖溫帶季風區域內，屬暖溫帶半濕潤大陸性氣候，受海洋影響，空氣濕潤，雨量充沛，溫度適中，四季分明，有明顯的海洋氣候特點。年平均濕度在70%以上，累年7月最大，可達92%，11月最小為64%。陸上水面蒸發量1398.90mm，陸面蒸發量521.70mm。

本工程總占地面積約9.6萬m2，承擔全線部分停車列檢任務，包括列車檢運用庫、洗車庫、混合變電所、綜合辦公樓等生產、生活、辦公設施。由于工程目前受變更等原因，停車場主變電所工程的基礎以上部分設計圖紙不完善，造成目前現場主變電站處于緩建狀態，現場的預留鋼筋防銹工作尤為重要。

2 鋼材銹蝕原因

要找出鋼筋銹蝕原因，需分析發生銹蝕的化學原理，鋼材處于潮濕的空氣中時，因其表面吸附作用，覆蓋了一層極薄的水膜，這時鋼材表面發生原電池反應，如果表面覆蓋的水膜酸性很弱或者呈中性，則在陽性鐵氧化成Fe2+離子，在陰極則溶解于水膜中的氧得電子：

在陽極區鐵被銹蝕：Fe=Fe2++2e

在陰極區 (雜質)：2H++2e=H2↑[1]

陰陽極共同反應的結果是：Fe+2H20=Fe(OH)2+H2↑，Fe(OH)2被氧化成Fe(OH)3并部分脫水形成鐵銹。通常所見的“鐵銹”即以上兩種產物的混合物。因此只要有水氣和氧氣的存在，鋼材表面的電化學過程就會自發進行。同時鋼材銹蝕與大氣中有害氣體含量，如工業和城市大氣中含有較高的SO2成份，沿海區大氣中則含有鹽微粒，這都大大促進鋼筋的銹蝕速度。而在現代城市的大氣中，不可避免地存在有害氣體，致使大氣呈酸性，鐵和雜質就好像被置于含有H+/OH-/HCO3-/HSO3-等離子的溶液中，在鋼筋表面形成許多的微電池。再者鋼材的銹蝕與鋼材表面清潔狀態、鋼材組織不均勻性等因素有關，而其中大氣中所含雜質往往起著主導作用。有害雜質往往會使鋼筋表面會出現局部銹蝕深坑，這對鋼筋力學性能的影響是不可忽視的。

由于鋼筋和雜質的同時存在，使銹蝕作用不斷進行，鐵銹不能在鋼筋表面形成完整的覆蓋膜，并且有時是疏松產物（浮銹），為避免現場鋼材銹蝕，就必須采取一些相應的防護措施。

3 施工現場鋼筋銹蝕的危害

一般鋼筋在建筑結構物中都會受到一定厚度混凝土的保護，不會銹蝕，但是當保護層受到破壞或者厚度不足，以其他因素導致鋼筋直接裸露在空氣中時，鋼筋的銹蝕將不可避免，從而給工程建設帶來質量問題。

我們從鋼筋銹蝕與結構物耐久性關系方面分析，建筑結構物壽命一般有兩個階段：鋼筋銹蝕之前“潛伏期的階段”和“銹蝕發展階段”。如果將已銹蝕的鋼筋置入混凝土中，就會縮短這兩個階段，結果使結構物壽命期提前。現如今混凝土中因為鋼筋銹蝕問題所導致結構物失穩或者破壞已成為當今世界上最受關注的重大課題之一，它在影響建筑物結構耐久性因素中，已占主導。對于我們目前續建的建筑物，如不對原結構的鋼筋銹蝕情況進行徹底查明和有效處理，其銹蝕會進一步發展，從而造成工程事故。

4 鋼筋銹蝕防治措施

4.1 預防措施

根據現行國家標準《混凝土結構工程施工規范》GB50666-2011的規定5.3.2條：鋼筋的表面應清潔、無損傷，油漬、漆污和鐵銹應在加工前清除干凈。帶有顆粒狀或片狀老銹的鋼筋不得使用。鋼筋在進場和使用之前都必須對其外觀和質量進行嚴格檢查，鋼筋表面不應該有顆粒狀或者片狀的老銹，以免影響錨固性能和鋼筋強度。鋼筋除銹后如表面有嚴重缺陷，應重新檢驗該批鋼筋的力學性能及其他相關性能指標。此要求同樣適用于鋼筋半成品及預留裸露鋼筋的檢查。再者現場的管理措施要到位，盡量分批次購買鋼筋，不要在現場存放太長時間。鋼筋到場之后，要做到場地平整，下墊枕木或者其他材料，上蓋防水布，做到鋼筋不與地面直接接觸。

4.2 治理措施

4.2.1 鋼筋防銹蝕治理

①素水泥漿涂刷：使用P.O32.5R水泥配制成素水泥漿，對現場鋼筋進行涂刷，施工方法簡單易于操作，同時可以觀察到涂刷效果，補刷也方便。但是素水泥漿不密實，涂刷層較薄，在大氣中很快就被碳化，并且容易脫落，需要經常補刷。

②在水泥素漿中摻107膠：在第一種方法基礎上增加107膠配制成素漿涂刷鋼筋，簡單易操作，同樣可隨時觀察涂刷效果，補刷方便，同時提高素水泥漿的抗裂性、密實性。但是107膠影響鋼筋與素漿的粘結力與耐久性等。

③環氧樹脂類涂刷：此方法涂刷效果好，能有效地阻銹，但價格昂貴，不經濟。

④灌低強度混凝土：使用低強度的砼(c7．5或C10等)將鋼筋包裹在內，阻銹效果好，但費工費料，不能直接觀察防銹效果，且再施工時必須徹底清理干凈原來低強度的混凝土。

⑤MCI鋼筋阻銹劑：對于MCI系列滲透遷移型的鋼筋阻銹劑，它是一種高性能的具有世界領先水平的有機陽極、陰級復合型銹蝕抑制劑，如對即有結構將 MCI—2020或MCI—2021涂刷結構砼表面,它滲透遷移進入混凝土內部，隨即在鋼筋表面形成了MCI分子保護膜，從而防止鋼筋繼續銹蝕，但技術要求高，經濟性差。

綜上所述，方法各有優缺，在實踐中需不斷總結經驗和研究發展新的防護措施。根據本工程的特點，主變電所預留鋼筋采用素水泥漿涂刷。經過觀察防銹效果及實驗，每隔3～4周需要補刷一次，以保證鋼筋防銹的質量。至于后期處理問題，其實不是很難處理，除了用鋼筋等敲擊外，可以采用電動刷，鋼管除浮銹就是采用這種工具的，效果很好。

4.2.2 鋼筋銹蝕處理

①一般輕微銹蝕或浮銹處理方法：敲打、刷除、過調直機、冷拉，再經過配料、搬運、吊運、綁扎后往往也會脫落部分銹蝕物而變成不利害了，一般工程結構可不用處理。

②鋼筋銹蝕比較嚴重時，使用噴砂工藝進行除銹，既可以除卻銹蝕鋼筋，又可以除去鋼筋上的水泥砂漿，在混凝土澆筑時，鋼筋能有更好的粘結力，就工程的實質情況來看，噴砂除銹雖然造價高，但效果非常好。

③檢查鋼筋的銹蝕狀況，根據規范規定，鋼筋的銹蝕達到一定程度時，該鋼筋是要降級使用的，所以當除銹后通過檢查鋼筋的銹蝕程度沒有超過規范的規定時，那么就可以繼續使用，如果通過檢查鋼筋的銹蝕程度超過了規范的規定，就要采取加固處理，可以再通過植筋進行加強，如果銹蝕非常嚴重的話，就要將這些鋼筋廢棄。

5 結語

銹蝕還是以預防為主，在存放、運輸過程中適當使用防銹材料及保護措施來防治鋼筋的銹蝕。施工現場預留的鋼筋可繼續施工，如果鋼筋出現銹蝕并發展到一定程度，會給工程造成難以彌補的質量隱患，影響整個工程的質量，造成無法估測的經濟損失。我們應該引起高度重視并采取防護措施，并在保證有效防護的基礎上力求簡易、經濟、實用，并可大面積推廣使用。在我們日常的工作中除了采用目前可行的方法外，尚需努力鉆研新的防護技術，以為將來的施工選取最合理的工藝。