地鐵工程裸露鋼筋銹蝕危害及防治

單經(jīng)年

【摘 要】現(xiàn)今鋼材能源在各類施工生產(chǎn)中起著不可替代的作用，支撐建筑物的結(jié)構(gòu)。在鋼筋使用中，一般施工環(huán)境都比較惡劣，氣候情況或者存放不當(dāng)?shù)纫蛩兀紩绊懙戒摻畹馁|(zhì)量，使鋼筋表面發(fā)生銹蝕，而一旦銹蝕嚴(yán)重必定影響后續(xù)工程結(jié)構(gòu)整體的質(zhì)量及安全，同時結(jié)構(gòu)耐久性降低，甚至使得整個工程的竣工使用都受到了一定的制約。

【Abstract】Nowadays， steel energy plays an irreplaceable role in all kinds of construction and production， it supports the structure of buildings. In the use of steel bars， the general construction environment is relatively bad， and the weather conditions or improper storage will affect the quality of steel bars， and make surface of steel bar is corroded， but once the corrosion is serious， the whole quality and safety of the structure will be affected， at the same time， the durability of the structure will be reduced， and even the completion of the whole project will be restricted.

【關(guān)鍵詞】鋼筋防銹 ；銹蝕危害； 銹蝕治理

【Keywords】 steel bar rust prevention； corrosion hazard； corrosion treatment

【中圖分類號】U321+.12 【文獻標(biāo)志碼】A 【文章編號】1673-1069（2018）04-0150-02

1 工程簡介

青島軌道交通R3線項目靈山衛(wèi)停車場及出入段線工程位于青島市黃島區(qū)靈山衛(wèi)街道，黃島區(qū)地處華北暖溫帶季風(fēng)區(qū)域內(nèi)，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(fā)量1398.90mm，陸面蒸發(fā)量521.70mm。

本工程總占地面積約9.6萬m2，承擔(dān)全線部分停車列檢任務(wù)，包括列車檢運用庫、洗車庫、混合變電所、綜合辦公樓等生產(chǎn)、生活、辦公設(shè)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(chǔ)以上部分設(shè)計圖紙不完善，造成目前現(xiàn)場主變電站處于緩建狀態(tài)，現(xiàn)場的預(yù)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(fā)生銹蝕的化學(xué)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(fā)生原電池反應(yīng)，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(qū)鐵被銹蝕： Fe=Fe2++2e

在陰極區(qū) （雜質(zhì)）： 2H++2e=H2↑[1]

陰陽極共同反應(yīng)的結(jié)果是： Fe+2H20=Fe（OH）2+H2↑，F(xiàn)e（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(chǎn)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(xué)過程就會自發(fā)進行。同時鋼材銹蝕與大氣中有害氣體含量，如工業(yè)和城市大氣中含有較高的SO2成份，沿海區(qū)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(xiàn)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(zhì)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(tài)、鋼材組織不均勻性等因素有關(guān)，而其中大氣中所含雜質(zhì)往往起著主導(dǎo)作用。有害雜質(zhì)往往會使鋼筋表面會出現(xiàn)局部銹蝕深坑，這對鋼筋力學(xué)性能的影響是不可忽視的。

由于鋼筋和雜質(zhì)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(chǎn)物（浮銹），為避免現(xiàn)場鋼材銹蝕，就必須采取一些相應(yīng)的防護措施。

3 施工現(xiàn)場鋼筋銹蝕的危害

一般鋼筋在建筑結(jié)構(gòu)物中都會受到一定厚度混凝土的保護，不會銹蝕，但是當(dāng)保護層受到破壞或者厚度不足，以其他因素導(dǎo)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(shè)帶來質(zhì)量問題。

我們從鋼筋銹蝕與結(jié)構(gòu)物耐久性關(guān)系方面分析，建筑結(jié)構(gòu)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(fā)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(jié)果使結(jié)構(gòu)物壽命期提前。現(xiàn)如今混凝土中因為鋼筋銹蝕問題所導(dǎo)致結(jié)構(gòu)物失穩(wěn)或者破壞已成為當(dāng)今世界上最受關(guān)注的重大課題之一，它在影響建筑物結(jié)構(gòu)耐久性因素中，已占主導(dǎo)。對于我們目前續(xù)建的建筑物，如不對原結(jié)構(gòu)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(fā)展，從而造成工程事故。

4 鋼筋銹蝕防治措施

4.1 預(yù)防措施

根據(jù)現(xiàn)行國家標(biāo)準(zhǔn)《混凝土結(jié)構(gòu)工程施工規(guī)范》GB50666-2011的規(guī)定5.3.2條：鋼筋的表面應(yīng)清潔、無損傷，油漬、漆污和鐵銹應(yīng)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(zhì)量進行嚴(yán)格檢查，鋼筋表面不應(yīng)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(yán)重缺陷，應(yīng)重新檢驗該批鋼筋的力學(xué)性能及其他相關(guān)性能指標(biāo)。此要求同樣適用于鋼筋半成品及預(yù)留裸露鋼筋的檢查。再者現(xiàn)場的管理措施要到位，盡量分批次購買鋼筋，不要在現(xiàn)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(xiàn)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(jīng)常補刷。

②在水泥素漿中摻107膠：在第一種方法基礎(chǔ)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(jié)力與耐久性等。

③環(huán)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(jīng)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(nèi)，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(lǐng)先水平的有機陽極、陰級復(fù)合型銹蝕抑制劑，如對即有結(jié)構(gòu)將 MCI—2020 或 MCI—2021 涂刷結(jié)構(gòu)砼表面，它滲透遷移進入混凝土內(nèi)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(xù)銹蝕，但技術(shù)要求高，經(jīng)濟性差。

綜上所述，方法各有優(yōu)缺，在實踐中需不斷總結(jié)經(jīng)驗和研究發(fā)展新的防護措施。根據(jù)本工程的特點，主變電所預(yù)留鋼筋采用素水泥漿涂刷 。經(jīng)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(zhì)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(diào)直機、冷拉，再經(jīng)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(jié)構(gòu)可不用處理。

②鋼筋銹蝕比較嚴(yán)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(jié)力，就工程的實質(zhì)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(jù)規(guī)范規(guī)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(dāng)除銹后通過檢查鋼筋的銹蝕程度沒有超過規(guī)范的規(guī)定時，那么就可以繼續(xù)使用，如果通過檢查鋼筋的銹蝕程度超過了規(guī)范的規(guī)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(yán)重的話，就要將這些鋼筋廢棄。

5 結(jié)語

銹蝕還是以預(yù)防為主，在存放、運輸過程中適當(dāng)使用防銹材料及保護措施來防治鋼筋的銹蝕。施工現(xiàn)場預(yù)留的鋼筋可繼續(xù)施工，如果鋼筋出現(xiàn)銹蝕并發(fā)展到一定程度，會給工程造成難以彌補的質(zhì)量隱患，影響整個工程的質(zhì)量，造成無法估測的經(jīng)濟損失。我們應(yīng)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(chǔ)上力求簡易、經(jīng)濟、實用，并可大面積推廣使用。在我們?nèi)粘５墓ぷ髦谐瞬捎媚壳翱尚械姆椒ㄍ猓行枧︺@研新的防護技術(shù)，以為將來的施工選取最合理的工藝。

【參考文獻】

【1】趙建.停緩建工程預(yù)留裸露鋼筋銹蝕危害及防治[J].低溫建筑技術(shù)，1993（3）：57-59.