沿海地區鋼筋混凝土防腐施工技術研究

徐興保，張成濤

（招金礦業股份有限公司，山東 煙臺265400）

1 鋼筋混凝土的腐蝕原理與原因

1.1 原理

通常，金屬腐蝕是指金屬表面與周圍介質發生電化學或化學變化而引起的破壞，可分為化學腐蝕和電化學腐蝕2 種類型。對于鋼筋混凝土，2 種腐蝕類型都可能在不同的環境條件下發生。當鋼筋表面與電解液或氣體之間的接觸引起化學作用時，在這一過程中會發生電化學腐蝕。這主要是因為在鋼筋發生化學反應時會在其表面發生溶解，這一自溶解的反應也最終導致了對鋼筋混凝土的腐蝕。

1.2 原因

1.2.1 氯離子入侵

氯離子是一種強鈍化劑。盡管混凝土表面有鈍化膜，但它是堿性的。眾所周知，空氣中存在一定比例的氯離子，當它與混凝土內部的氫氧根離子接觸時，發生化學反應，導致其堿減少并促進綠銹的形成，導致鋼筋陽極遷移。在氧含量高的混凝土空隙中，最終會出現鋼筋腐蝕的問題。可以看出，盡管氯離子不會直接與鋼筋發生反應，但氯離子在鋼筋腐蝕問題中也起著重要作用。

1.2.2 縫隙

在實際施工過程中，由于石材、水泥等各種材料成分分布不均勻，經常會出現混凝土縫隙問題，導致結構內部的混凝土會暴露，與空氣、水、氣體等接觸，并在氧化和電化學反應的影響下，發生嚴重的腐蝕問題。同時，地下水和土壤也會導致混凝土腐蝕。土壤可分為沿海鹽土、內陸鹽土、酸性土和中等堿性土，對鋼筋混凝土會產生不同程度的腐蝕，尤其是沿海的鹽土會對鋼筋混凝土土產生極為明顯的腐蝕性。

2 鋼筋混凝土的防腐蝕技術

2.1 加強對原材料質量的控制

對于鋼筋混凝土建筑來說，鋼筋混凝土樁屬于組件類型。為了提高土樁的使用壽命，應盡可能延遲混凝土的腐蝕和老化，以避免碳化。混凝土碳化實際上是混凝土與介質相互作用引起。二氧化碳氣體對混凝土的影響是比較大的。同時，在沿海地區的環境中，硫化氫、二氧化硫和氯離子也很容易引起混凝土碳化，這種現象將導致孔隙液的pH 下降，通常為8～10。如果鋼筋表面出現碳化，由于鈍化膜的破壞，鋼筋會生銹，最終損壞鋼筋混凝土樁結構。結合相關的研究成果，水泥用量、混凝土質量、外表面保護措施、部件暴露以及環境溫度和濕度都是導致混凝土碳化的因素。

為了較為有效地促進鋼筋混凝土樁質量的提高，必須在水泥品種的選擇，構件外表面的保護，混凝土和水的比例分配等方面做好工作。同時，應充分考慮混凝土的實際耐久性要求，以確保最大水灰比不超過0.4，并應選擇高效摻合料。在不改變混凝土的工作程度的情況下，水灰比應盡可能接近0.36～0.4。

堿骨料反應主要是指混凝土中某些活性礦物骨料與孔堿溶液之間的反應。通常，該反應需要一定量的活性礦物聚集體，以保證足夠的濕度和堿等條件，并綜合考慮反應機理和具體效果。對該反應的預防和控制措施如下：加強低堿水泥的使用；積極引入非活性骨料；合理控制外部添加劑中的堿含量；進一步改善混凝土的應用條件和施工條件；使用外加劑以最小化混凝土堿度[1]。

2.2 確保土樁保護層的合理厚度

鑒于沿海地區表面鈍化膜破壞所引起的腐蝕問題，增加保護層的厚度是行之有效的解決方案，但是在結構要求和經濟因素的限制下，只有保護層的厚度可以適當增加。綜合考慮樁結構和材料要求后，行業內明確定義了各種樁保護層的厚度。以沿海地區的鋼筋混凝土保護層的厚度為例，每種情況下的最小厚度如下：如果組件位于南部大氣區域，則最小厚度為50mm；如果組件位于南部海底區域，則最小厚度為30mm；如果組件位于北部或南部的浪濺區，則最小厚度分別為50mm 和65mm[2]。

2.3 對混凝土構成進行完善

一方面，提高水膠比和膠凝材料的控制比例。鋼筋混凝土樁的實際應用環境非常復雜。以沿海地區的海水環境為例，在這種環境條件下，樁無法分段設立，最大水灰比和最小水泥消耗也需要根據相應規范嚴格控制。為了完成混凝土的配制。通常，水灰比不應超過0.4，水泥的量應超過400kg/m3。總而言之，有效控制凝膠材料的實際用量可以有效地提高混凝土的密實性和耐腐蝕性，并為樁基礎的使用壽命提供有力的保證。

另一方面，必須要很好地控制混合物中氯離子的含量。對于混凝土的碳化，應有效控制混合物中氯離子的含量。氯離很容易存在于混凝土混合物中。因此，在特定的環境施工過程中，有必要增加控制強度以確保氯離子的總含量在合理范圍內。例如，在沿海地區的工程項目中，混合物中應含有氯離子含量不超過0.06%。為了避免總含量大于極限值，在鋼筋混凝土樁的生產中，要做好成品檢驗，嚴格控制固化水、摻合料、骨料和混凝土水的氯離子含量，確保氯離子含量不超過水泥重量的0.05%。

2.4 做好涂裝與包覆保護工作

2.4.1 表面涂裝

在各種類型的鋼筋混凝土樁上使用防腐涂料也是防止腐蝕的有效方法之一，施工條件與環境不同，防腐涂料的應用也多種多樣。通常，防腐蝕涂料可分為3 類，即面漆、中間層和底漆。在實際的涂覆過程中，必須保證滿足制造商的要求。在沿海地區的混凝土涂裝施工中，應注意以下事項：涂層的施工應嚴格按照使用說明進行；根據施工條件，涂裝結構，涂裝要求和物理性能等情況，合理選擇涂裝方法。在實際噴漆之前，應選擇10m2的測試區域并多次測試；施工結束后，應再次檢驗涂層質量。

2.4.2 包裹保護

FRP 是一種復合材料，具有施工方便，耐腐蝕性能好，強度高的優點。合成樹脂作為一種防腐FRP，其材料為具有高韌性和耐候性的樹脂。同時樹脂含量與結構機械性能要求一致。在具體結構中，應確保玻璃纖維布的連續性，相鄰的搭接處應大于10cm；如果涂層過程中出現各種缺陷，例如，分層、流膠等，應立即進行處理；在涂覆過程中，如果溫度較低，則應采取防寒措施，并應結合實際的溫度比例來調整固化劑的比例。如果溫度不超過5℃，應停止涂層。

2.4.3 隔離涂層處理

最為常用的是有機涂層，可以在混凝土表面形成一層連續的膜層（厚度在0.1～1.0mm），阻止二氧化碳、氯離子等有害物質侵入混凝土。水泥基涂層（厚度為1～10mm 以下）經過聚合物改性，可降低其滲透性能和與混凝土的黏結性能。

3 結語

綜上所述，沿海地區的自然條件較為復雜，因此，在相關的鋼筋混凝土防腐工作開展時，必須注重對相關條件的考慮，合理地運用各種鋼筋混凝土防腐技術，以防鋼筋混凝土結構因為氯離子入侵和混凝土裂縫等各種原因發生腐蝕，保證工程的質量。