路桥工程钢筋混凝土的腐蚀及防护措施

张峰+郝修春

摘 要：随着环境的污染恶化，环境介质中腐蚀性物质含量增加，路桥混凝土结构遭受而破坏的现象日益严重。因混凝土腐蚀而造成的经济损失占国民经济的比例逐年增高，因腐蚀造成的破坏事故也时有发生，因此，钢筋混凝土的腐蚀与防护问题逐步得到人们的重视，成为研究和关注的一个重要方向。

关键词：路桥工程；钢筋混凝土；腐蚀原因；防护措施

一、路桥工程中钢筋混凝土受到腐蚀的原因

钢筋混凝土的腐蚀包括混凝土中钢筋的腐蚀及混凝土材料本身的腐蚀，其中钢筋的腐蚀属于电化学腐蚀，混凝土材料本身的腐蚀属于化学腐蚀和物理腐蚀。路桥工程中，钢筋混凝土所处的环境属于自然环境（大气、水、土壤）。表面上看，自然环境的腐蚀问题不及工业环境腐蚀那么明显，但这类腐蚀情况十分复杂，影响因素很多，特别是在环境污染严重的地区，SO2、CO2等腐蚀性物质含量增大，而且不同地域之间，甚至同一地域的不同位置，环境的腐蚀性是不同的。为更好地确保路桥钢筋混凝土材料不被腐蚀，必须对其腐蚀原因进行充分了解具体如下：

1、混凝土碳化导致钢筋腐蚀

钢筋混凝土结构中，钢筋和混凝土是其结构的两个主体。混凝土对钢筋有较强的保护作用，首先，混凝土把钢筋包围起来，阻断了钢筋和自然中空气和水等元素的接触，从而减轻了钢筋的腐蚀度。另外一方面就是混凝土当中的一些元素能够对钢筋起到钝化的作用，在这些元素当中，最为典型的就是氢氧化钙，这种元素和水一结合产生的溶液有非常强的碱性，从而就保障了钢筋不会被侵蚀，起到钝化的作用。然而，混凝土从另一个方面来说也会对钢筋起到负面的效果，而这个原因就是混凝土的碳化。碳化是一个不能回避的话题，因为任何物体都会与空气接触，所以任何物体都会碳化，特别是路桥工程基本暴露于空气中，碳化作用也就更加明显。混凝土碳化后，会把上面提到的氢氧化钙元素转变成碳酸钙，而这会对导致混凝土的酸化，减轻其碱性。此时，无法对钢筋起到钝化作用，从而造成钢筋腐蚀。

2、混凝土缝隙

施工过程中，由于水泥和石头等材料份量分配不均，具体浇灌时，施工人员技术不到位，将导致混凝土缝隙出现，使钢筋暴露在空气中，此时钢筋将失去保护作用。空气中的有害气体或雨水浇灌将导致钢筋被侵蚀，且发生化学反应。尤其是潮湿环境下，由于氧气和水互相作用，钢筋极易产生电化学反应，此时将出现钢筋腐蚀问题。

3、氯离子侵入

混凝土对钢筋的钝化作用能对钢筋起到很好的保护作用。氯离子是一种极强的去钝化剂，它会对混凝土产生的碱性环境起到破坏作用。氯离子和氢氧根离子能产生绿锈，绿锈从钢筋的阳极向含氧较高的混凝土空隙迁移，经过一系列变化及化学反应，导致褐锈的生成。从以上步骤可得出，氯离子虽不会直接影响钢筋腐蚀，但它是一种很强的催化剂，对腐蚀有很强的催化作用。在现代社會，由于各种化学元素的滥用及环境的污染，氯离子始终存在，如钢筋上存有大量氯离子，将会加速钢筋的化学反应，腐蚀钢筋。

4、生物腐蚀

对于混凝土，生物腐蚀也会导致混凝土的劣化，然而在国内，这方面的因素还没有得到相关单位和人员的认识和重视。生物的腐蚀包括草和树等进入混凝土后对混凝土密度的破坏，还有化学方面的腐蚀。

二、路桥工程钢筋混凝土腐蚀防护措施

1、表面涂层防护层

涂层可以把混凝土结构与外界腐蚀环境隔绝，对于保护混凝土本身、保持碱度和防止腐蚀介质的渗透是十分有效的。由于混凝土是碱性材料，因此，混凝土表面的涂料要采用有良好耐碱性和附着力的环氧树脂、聚氨酯、丙烯酸树脂、氯化橡胶等涂料。沥青也是一种较好的涂层材料，在桥面上铺设沥青，实际上也可以起到一定的涂层保护的作用。

2、阴极保护

钢筋混凝土中钢筋的腐蚀，同其余钢铁构件的腐蚀一样，都是电化学腐蚀。根据阴极保护的原理，采用外加电流或牺牲阳极的方法，使混凝土内的钢筋受到保护。阴极保护一般适用于导电性良好的腐蚀环境，对于电阻率较大的钢筋混凝土，通常采用导电涂料层来实现，如导电砂浆覆盖层。在实施阴极保护时要严格地控制保护电位，使钢筋处于最佳保护状态。在有杂散电流腐蚀的情况下，阴极保护是一种常用的在有杂散电流腐蚀的情况下，阴极保护是一种常用的影响，在阴极保护设计时要加以注意，或者考虑使用外加电流的阴极保护方案。

3、混凝土添加缓蚀剂

添加缓蚀剂能够起到抑制或减缓混凝土中钢筋的腐蚀程度，使用方便，效果也较好，被认为是钢筋混凝土的一种长效防腐蚀措施。钢筋混凝土中使用的缓蚀剂主是亚硝酸钙。在实际中，往往添加缓蚀剂的方法与其它的防腐蚀措施联合使用，以求达到最佳的保护效果。

4、钢筋混凝土的腐蚀监测

腐蚀监测的方法有物理方法、无损检测方法和电化学方法等。由于混凝土结构中钢筋所处的环境特殊，传统腐蚀监测方法的应用受到限制。人们对适合钢筋混凝土结构的腐蚀监测方法进行了大量的研究工作。

（1）钢筋混凝土腐蚀监测的电化学方法。根据前面的分析，混凝土中钢筋的腐蚀属于电化学腐蚀，因此基于电化学测试技术的腐蚀监测方法能够应用于钢筋混凝士的腐蚀监测。钢筋混凝土腐蚀监测的电化学方法主要有交流阻抗法、表面电位法（电位图法）、电位梯度法、极化曲线法、线性极化法以及恒电流脉冲技术等方法。

（2）钢筋混凝土腐蚀监测的光纤传感技术。光纤传感技术利用了光纤耐腐蚀、抗强电磁干扰、耐高温、集信息传感与传输于一体等优点，受到人们的关注，成为钢筋混凝土腐蚀监测技术新的研究重点。主要是将多参数光纤传感器预先埋植在公路和桥梁的钢筋混凝土中，对混凝土内部的腐蚀情况进行监测。

5、选择新型钢筋

（1）涂/镀层钢筋。钢筋的腐蚀是钢筋混凝土腐蚀的重要方面，人们研究了钢筋表面防护的各种方法，包括镀锌钢筋、包铜钢筋、环氧涂层钢筋等。其中环氧涂层钢筋被认为是防止钢筋腐蚀的有效措施之一，在国内外工程中得到比较广泛的应用。

（2）不锈钢钢筋。采用奥氏不锈钢或双相不锈钢钢筋来代替普通碳钢钢筋，借助不锈钢优良的耐蚀性能，腐蚀速度大大降低，从而延缓混凝土结构的腐蚀破坏，但这种方法成本较高。

（3）高强度非金属材料代替钢筋。用玻璃纤维或碳素纤维强化的塑料“钢筋”，具有取代普通钢筋的潜力，彻底摆脱钢筋锈蚀引起的混凝土结构开裂、剥落、破坏的可能。

6、新型混凝土材料的应用

影响混凝土腐蚀及耐久性的因素主要有混凝土的抗渗透性、电阻率、碱度、水灰比等。改变这些因素，就可以改变成为国内外研究及应用的热点方向，出现了所谓的高性能混凝土、长寿命混凝土等新型的混凝土材料。我国三峡工程的混凝土结构中就添加了一级粉煤灰、高效碱水剂等物质，使得其性能大大提高。

三、结束语

综上所述，钢筋混凝土结构作为路桥工程建设的重要结构形式，其发挥的作用越来越大。然而这种结构极易被腐蚀。为此，相关部门必须在充分了解腐蚀原因的基础上，采取科学有效的措施减轻路桥腐蚀度，做好后期维护工作，从而保障路桥工程通行的安全性。

参考文献

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