滨海地区钢筋混凝土结构的腐蚀与对策

薛河

摘 要：钢筋混凝土在我国建筑行业的应用日趋广泛，而其在日常使用中所表现出的结构腐蚀现象也越来越受到重视。钢筋混凝土结构的腐蚀不仅会对建筑物的使用性能造成影响，还会带来更高的修复费用，造成社会经济效益的整体下滑。滨海地区由于地理位置的特殊性，其钢筋混凝土结构的腐蚀现象更为明显。文章针对钢筋混凝土结构在滨海地区的腐蚀现状与成因进行阐述与分析，并在此基础上提出相应的解决对策，旨在为业内工作人员提供理论参考依据。

关键词：滨海地区；钢筋混凝土；腐蚀原因；对策

滨海地区的经济建设一直是我国的发展重点，而大规模设施建设作为经济提升的重要举措，建筑物的使用性能也备受重视。滨海地区由于地处海边，更容易受到潮湿环境的影响，导致以钢筋混凝土为主要结构的建筑物出现了较内陆地区更为明显的结构腐蚀现象。据估计，我国每年由于钢筋混凝土结构腐蚀所造成的损失约为国民生产总值的3%。如何有效减少或避免这一不必要损失，提高滨海地区钢筋混凝土结构建筑物的使用性能，已成为广大研究人员的工作重点。因此有必要对滨海地区的结构腐蚀类型、成因以及相应对策进行分析与研究。

1 钢筋混凝土腐蚀的成因与类型分析

1.1 成因

导致滨海地区钢筋混凝土腐蚀的主要原因有结构自身问题与环境因素两方面。第一，钢筋混凝土结构的设计不合理，会增大结构腐蚀的风险。若设计人员未结合滨海地区的环境特点，并按照科学可靠的规范进行设计，便会导致相应建筑物的耐腐蚀性下降。同时建筑原材料的性能也是影响钢筋混凝土耐腐蚀性的重要因素之一，滨海地区由于海洋环境的影响，水泥无法达到应有的水化碱度（一般为pH≥12），进而导致钢筋表面无法形成有效的钝化膜，将加速钢筋混凝土的结构锈蚀速度；海沙作为滨海地区的盛产原料，其氯离子含量较高，容易对钢筋产生较强的锈蚀刺激，影响结构稳固性，而粉煤灰及矿渣等添加剂的使用也会对混凝土碱度产生不利影响，容易成为钢筋锈蚀的诱发因素。此外，钢筋混凝土结构的施工工艺及其所用技术也是影响施工质量的主要因素。例如混凝土的振捣过程并未按规范操作，进而引起蜂窝面的出现，或在混凝土的硬化过程中存在严重失水现象，导致钢筋混凝土结构中存在较多的毛细孔等，这些现象的出现均可能导致地下水进入孔隙，进而对钢筋产生锈蚀作用。第二，外界环境对钢筋混凝土的影响主要包括：酸雨及环境中二氧化硫等酸性气体对混凝土的破坏作用，混凝土的自然碳化过程及微生物腐蚀等。这些问题的出现都会导致混凝土的内部碱度下降，不利于其耐腐蚀性的长久维持。

1.2 类型

1.2.1 混凝土结构表面出现明显沿钢筋开裂现象。虽说钢筋混凝土的抗压性能及承压能力良好，但其在应力张性与抗裂性方面较差，且这一弊端在混凝土保护层的厚度不够时表现尤为明显。当钢筋发生腐蚀后，锈蚀产物会产生一定的体积膨胀，在混凝土表面形成沿钢筋裂开的缝隙；且在混凝土表面出现裂隙后，更易诱发钢筋锈蚀，形成恶性循环而加速锈蚀。

1.2.2 钢筋断面不均匀腐蚀或突发断裂。在混凝土开裂后，可能由于开裂部位的不均匀性，导致钢筋出现局部锈蚀，进而引起钢筋断面损失，当损失率达到某一临界值时，便将对构件产生破坏作用，甚至会使处于应力作用下的钢筋出现突发性断裂。

2 避免钢筋混凝土结构腐蚀的有效措施

2.1 注重防腐蚀设计

在滨海地区进行钢筋混凝土结构建筑的设计时，应充分考虑到氯离子等酸性离子的腐蚀作用，并从结构设计、水灰比及混凝土厚度等多方面着手进行设计。可适当增加钢筋外部混凝土的保护层厚度，控制钢筋与地下水的接触可能性，使钢筋的抗腐蚀能力得到相对提升；还应控制水灰比处于低水平状态，避免由于水灰比过高而在混凝土表面形成干缩性裂缝，进而导致在水分流失后出现更多的毛细孔，增大酸性物质进入孔隙而对钢筋产生锈蚀作用的风险。

2.2 选用合理材料

施工材料的选取上，应尽量使用河沙，避免选用氯离子含量高的海沙。若河沙取用困难，则应对海沙进行充分处理，使其氯离子含量降至标准值以下后方可使用，一般可采取降低水灰比、在混凝土中加入阻锈剂、增大混凝土厚度等措施。钢筋则建议选取环氧涂层钢筋，即在钢筋表面喷涂环氧树脂涂料，这一施工材料的抗拉、抗弯性能更优，且在化学腐蚀与偏碱性环境中的耐受性更强。混凝土则应尽量选用低碱水泥，确保水泥碱含量符合钢筋的抗腐蚀要求。

2.3 强化施工控制

整个施工过程应在严格控制下进行，应严格遵从施工规范，从原料、各类材料的氯离子含量及混凝土振捣质量等步骤中，全方位对施工进行质量控制，确保钢筋混凝土结构的施工质量达标，杜绝人为因素所导致的结构腐蚀。此外，还可采取在钢筋混凝土结构表面涂抹防护层或隔离层等措施，有效阻断外部腐蚀介质进入混凝土，保护混凝土与钢筋不受到腐蚀。一般可将改性水泥砂浆层作为液性原料投入到水泥砂浆中，在提高砂浆密实性的同时，对已锈蚀钢筋混凝土的二次修补与防护有重要作用。

3 案例分析

某大桥位于海滨地区，桥梁全长为108m，净宽度为9m，另加宽度为2*0.5m的混凝土护栏。该桥梁完工于2003年，自建成以来为当地的经济与社会发展做出了极大贡献。但近年来由于通过车辆的增加与使用年限的延长，导致该大桥出现了多处破损，分析发现这一破损腐蚀现象与滨海地区地下水等水体中的酸离子浓度有较大关联。针对这一问题，有关单位于2010年在原有桥梁结构基础上进行重新设计与施工：在设计阶段注重防腐设计，对腐蚀严重部位的钢筋进行全面更换，而腐蚀程度相对较轻处则采取加固，注重混凝土桥面结构的良好排水性与痛风性，避免水汽集聚而加重腐蚀；在混凝土的选取上注重质量，选用高性能混凝土作为施工材料，必要时加入减水剂；同时还在桥梁容易受腐蚀的部位，如桥梁迎风面空心板侧面、浪溅区下部的硂表面等处，选用高分子材料进行涂层技术处理，从而有效隔离有害气体或水、氧等酸性气体；此外整个二次施工过程均处于高质量监管下，工程固定施工质量得到保障。经上述处理后，该滨海桥梁使用至今尚未出现结构锈蚀，且使用性能良好。

4 结语

综上所述，滨海地区的钢筋混凝土结构更容易出现腐蚀现象，其原因主要包括钢筋混凝土建筑物自身施工质量与外部环境因素两方面。有鉴于此，相关研究人员应加大对滨海地区钢筋混凝土结构锈蚀的重视，从施工材料、施工过程控制等多方面着手，对钢筋混凝土的锈蚀现象加以控制，进一步确保滨海地区钢筋混凝土建筑物的施工质量。

参考文献

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