混凝土結構腐蝕產生的原因及防治探討

金東日

（大慶油田生態環境管護公司，黑龍江 大慶 163000）

0 引言

當前混凝土材料結構物是人們生產生活中最常見的結構形式，在廣泛的應用中發現混凝土長時間受物理、化學、生物等物質侵蝕，是造成混凝土結構物出現各類病害問題的主要原因。造成混凝土腐蝕的原因是多種多樣的，只有在實際應用中不斷積累引發腐蝕性病害的原因才能有針對性的制定預防治策略。下文中作者總結了幾點最常見的引發混凝土腐蝕病害的原因，并相應的制定防治措施。

1 混凝土結構腐蝕產生的原因

1.1 堿集料反應

混凝土是指以水泥為膠凝材料與石子、砂、外加劑等摻合料，按適當比例拌制，拌合集料中的某些堿活性成分（活性氧化硅、氧化鋁等）于混凝土微孔中的堿性溶液發生化學反應，反應物質發生體積膨脹，內應力增加導致混凝土出現開裂。再加上陽光、雨水等自然氣候侵蝕就會加速混凝土的破壞，最終破壞混凝土的耐久性。

1.2 碳化作用

混凝土碳化作用是一種化學腐蝕，其發生過程是空氣中的二氧化碳氣易溶于水，水通過硬化混凝土的微孔滲入與其中與水泥水化產生的氫氧化鈣反生反應，生成碳酸鈣和水。這種酸堿中和反應導致混凝土的堿性下降，而鋼筋在堿性環境中表面會形成一層鈍化膜，一旦堿性環境受到破壞鈍化膜就會逐漸消失，鋼筋就會容易銹蝕，不僅會影響鋼筋的耐久性仿，也會影響鋼筋與混凝土的粘接性最終影響混凝土結構物的耐久性。

1.3 氯離子等侵蝕

氯離子進入混凝土結構并產生腐蝕性主要通過兩種途徑。一種是混凝土原材料中氯離子含量超標比如外加劑、拌和用水或海砂等材料中都可能含有水溶性的氯化物，這些物質對鋼筋的腐蝕性很強。另外一種途徑是混凝土結構物使用環境中的氯離子經過微觀滲透，進入混凝土內部。混凝土雖然是一種相對密實性的物質，但也有空隙，如果是用于海水和工業化建筑的混凝土結構，氯離子侵蝕是最常見的腐蝕性物質。

1.4 表面生物侵蝕

污水管道環境中，微生物的新陳代謝產生的磷酸檸檬酸等石混凝土發生腐蝕破壞的主要原因。不僅會導致混凝土疏松、脫落，進一步的滲透也會腐蝕鋼筋，最終削減混凝土的服役壽命。

1.5 凍融循環

混凝土構件如果長期處于高濕低溫的環境中，水分從微孔滲入混凝土內部，在0℃以下時混凝土中的水分結成冰就會發生膨脹作用，當溫度上升到0攝氏度以上時冰又會融化，反復這樣的凍結融化會造成混凝土嚴重風化，失去耐久性。

1.6 鋼筋腐蝕

混凝土中鋼筋除了上面介紹的因為碳化作用、氯化物作用產生銹蝕；鋼筋還會因為自身化學構成或晶體結構的問題出現鈍化膜不連續的情況，從而容易銹蝕。還有一種情況就是鋼筋發生氫脆，鋼筋銹蝕產生的氫原子在內部擴散被吸收到內部的晶格中去，產生氣泡承載后就容易發生脆斷。

2 防治混凝土結構腐蝕的措施

2.1 預防堿集料反應措施

（1）不采用可能引起堿集料反應的集料。混凝土原材料中的活性物質和礦物成分是容易與堿性物質發生堿集料反應的重要因素。因此要預防混凝土堿集料反應，要注意原材料應該在選擇無反應活性的集料。混凝土原材料依照相應規范進行堿集料試驗檢測，檢測結果符合堿活性要求才能用于混凝土施工[1]；

（2）采用低堿性水泥。水泥中的堿性物質是堿集料反應的主要物質，因此混凝土要選擇含堿量低的水泥。隨著國家建筑規范標準健全，已經對應用到各個建筑工程的水泥含堿量做了明確的規定。我國水泥國標規定含堿量小于等于0.6%的為低堿水泥，含堿量為0.6%～0.8%的為中堿水泥，含堿量大于等于0.8%的為高堿水泥；

（3）混凝土中加入摻合料降低混凝土堿性。混凝土中摻入粉煤灰、礦渣等摻合料降低混凝土堿性，抑制堿集料反應發生。

2.2 預防混凝土碳化措施

（1）提升水泥混凝土的抗滲性能。水泥混凝土抗滲性能增加就會減小二氧化碳深入滲透的幾率。一般情況下混凝土抗滲性能越好，碳化速度就越慢。提升混凝土抗滲性能首先保證配合比科學合理，符合設計要求的情況下，致密性好、均勻穩定、氣泡小；其次，混凝土集料顆粒級配搭配合理，同時水泥選擇細度合格、水化熱低的水泥產品，抗滲性能有保障。最后就是施工中注意按照施工要求振搗防止氣泡產生，認真養護防止表面干縮；

（2）注意水泥品種、摻和料品種。水泥水化作用生成的Ca（OH）2決定混凝土碳化速度，生成Ca（OH）2多混凝土碳化速度慢。水泥中熟料含量多、摻合料少的堿性就會高，這類水泥碳化速度就慢。摻合料中粉煤灰、煤矸石比摻等量的礦渣拌合的混凝土碳化快，總之選擇水泥、外加劑、摻和料要注意其性能；

（3）增加鋼筋混凝土保護層厚度，顯而易見這是為了增加二氧化碳滲入到鋼筋表面的時間。

2.3 預防氯離子侵蝕

首先加強原材料檢測，防止氯化物超標的原材料被用于施工；其次對于用于特殊環境的混凝土比如工業建筑、長時間接觸海水的建筑物等，要做好防護，可以采用刷防護漆等阻斷措施。

2.4 預防混凝土表面生物腐蝕

預防混凝土表面生物腐蝕較好的辦法在混凝土結構物表面涂防腐材料如聚氨酯、氟樹脂類涂層阻斷混凝土與腐蝕性物質接觸。還可以在表面貼防護層比如包裹玻璃纖維布，再涂上瀝青層等。

2.5 預防混凝土凍融的措施

首先根據使用環境得具體情況選擇性能合適的水泥、集料和外加劑，保證原材料耐久性符合要求；其次科學試配混凝土配合比，試驗條件一定要根據結構類型所處的環境條件制定參數；可以通過適當降低水灰比的辦法提升混凝土抗凍融性，因為水泥水化所需水分一般為其重量的25%左右，水量增加，多余的水處于游離狀態易受凍脹破壞；再次，可以采用加外加劑的方法，比如摻入引氣劑等；最后通過人為改變建筑環境的措施，避免混凝土凍融產生。

2.6 鋼筋防腐蝕措施

首先混凝土受到腐蝕都會影響到內部鋼筋，因此對于混凝土防腐蝕措施也是保護鋼筋的必要措施。其次對于重點工程或處于腐蝕性環境的工程可以采用耐腐蝕鋼筋，比如低合金鋼筋、涂層鋼筋、包銅鋼筋、鍍鋅鋼筋等。最后可以在混凝土中加入阻銹劑或者采用陰極保護的措施。陰極保護是一種電化學保護方法，通過使鋼筋表面不再放出自由電子來控制鋼筋的陽極反應。

3 結語

以上是在工程建設中常見的混凝土腐蝕產生的原因和處理措施希望能為有需要的同行提供一些幫助。