王東

人類生存的生產(chǎn)（生活）環(huán)境中往往存在多種酸、堿、鹽等腐蝕性介質(zhì)，對鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)造成嚴(yán)重腐蝕，鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)如何腐蝕，須首先針對結(jié)構(gòu)的腐蝕特征進(jìn)行分析，然后就結(jié)構(gòu)本身的形式及構(gòu)造采取具體處理措施，以增強(qiáng)構(gòu)件的自身防腐能力。

1.介質(zhì)對鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)的腐蝕機(jī)理

介質(zhì)對鋼筋混凝土的腐蝕，主要是指對組成其構(gòu)件的常用建筑材料——混凝土中的主要成分水泥、鋼筋的腐蝕。

腐蝕介質(zhì)可分為酸、堿、鹽三大類，其腐蝕機(jī)理各不相同。酸性介質(zhì)能破環(huán)混凝土保護(hù)層進(jìn)而破環(huán)鋼筋表面鈍化膜以銹蝕鋼筋。在干濕交替環(huán)境中，侵入混凝土內(nèi)部的鹽類介質(zhì)因產(chǎn)生結(jié)晶而體積膨脹，并在水泥內(nèi)部產(chǎn)生壓力，使混凝土逐漸剝落，進(jìn)而對鋼筋造成腐蝕。堿性介質(zhì)侵入混凝土后，當(dāng)處于干溫交替作用時主要對混凝土有一定的結(jié)晶破環(huán)作用。

酸、堿、鹽三類介質(zhì)雖腐蝕過程各異，其破壞途徑與最終結(jié)果卻很相似。三者均是通過混凝土的微小裂縫向內(nèi)滲透并發(fā)生作用而生成結(jié)晶鹽，或是使混凝土產(chǎn)生內(nèi)部應(yīng)力，或是進(jìn)而使鋼筋銹蝕膨脹，導(dǎo)致構(gòu)件本身酥松、開裂、剝落、強(qiáng)度降低、彈性模量變化、主筋強(qiáng)度下降，最終使構(gòu)件喪失承載能力。

2.結(jié)構(gòu)自身防腐特征

構(gòu)件的腐蝕程度與混凝土保護(hù)層厚度，構(gòu)件表面裂紋大小、混凝土的密實(shí)性、鋼筋類型及環(huán)境因素影響等極為相關(guān)。

2.1適當(dāng)加大混凝土保護(hù)層

大量工程調(diào)查和試驗(yàn)結(jié)果表明，鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)的混凝土保護(hù)層厚度直接影響構(gòu)件的耐久性。當(dāng)構(gòu)件混凝土保護(hù)層厚度加大到一定值時（如梁柱為35mm），鋼筋腐蝕程度極輕微（如小于0.1mm）甚至不被腐蝕，混凝土保護(hù)層亦不出現(xiàn)裂縫；當(dāng)保護(hù)層厚度按常規(guī)設(shè)計（如梁柱取25mm）時，鋼筋嚴(yán)重腐蝕其足以使混凝土保護(hù)層出現(xiàn)順筋裂縫或剝落。這在濕度較大的腐蝕環(huán)境中尤為明顯。

在加大構(gòu)件混凝土保護(hù)層厚度時不得采用原構(gòu)件斷面高度，即必須保持?jǐn)嗝娴挠行Ц叨萮0不變。否則反而降低構(gòu)件抗裂剛度而加速裂縫開展。這是在適當(dāng)加大保護(hù)層厚度增強(qiáng)構(gòu)件本身防腐能力時所不容忽視的。

2.2限制表面裂縫寬度的作用

限制表面裂縫寬度對構(gòu)件防腐的作用是顯而易見的，關(guān)鍵是需要作定量分析。

從圖中可以看出，裂縫愈寬，構(gòu)件混凝土保護(hù)層完全中性化的速度愈快，一旦鋼筋表面鈍化膜被破壞，鋼筋直接受到腐蝕的程度也愈嚴(yán)重。

反之，適當(dāng)限制主要承重構(gòu)件裂縫寬度，如理論值以δf為0.1～0.2mm，且在其強(qiáng)度計算上考慮一定的安全儲備，將有利于提高構(gòu)件本身在腐蝕介質(zhì)環(huán)境中的耐久性。

2.3增強(qiáng)混凝土密實(shí)度的作用

構(gòu)件的密實(shí)度與混凝土強(qiáng)度等級、水灰比有關(guān)。強(qiáng)度愈高，孔隙愈小，混凝土中性化迅速降低；水灰比愈小，密實(shí)性愈好，且其堿性隨水泥用量的增加而提高，中性化速度也隨之減慢。因此提高混凝土標(biāo)號與適當(dāng)降低水灰比，即增加混凝土的密實(shí)性，可能提高構(gòu)件的抗?jié)B能力，減緩構(gòu)件的腐蝕速度。

2.4選用不同鋼種鋼筋的作用

構(gòu)件所采用的鋼筋種類不同，防腐蝕的程度也不相同。一般，在相對濕度大于60%，有腐蝕介質(zhì)作用的環(huán)境中，鋼筋的腐蝕速度約為大氣中的數(shù)十倍。此外，鋼筋銹蝕物的多少還關(guān)系到混凝土與鋼筋間被破環(huán)的握裹力的大小。主要承重構(gòu)件的主筋與箍筋梁用錳鋼時防腐性能稍好。

3.鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)的防腐措施

3.1混凝土上部結(jié)構(gòu)設(shè)防

柱、梁、樓板及屋蓋，除樓面主要受液相腐蝕介質(zhì)作用外，均主要受氣相介質(zhì)腐蝕。采取以下措施可提高各構(gòu)件防腐蝕能力：

（1）混凝土保護(hù)層厚度在按有關(guān)規(guī)定的基礎(chǔ)上增加5-10毫米，并保持?jǐn)嗝娌蛔儭?/p>

（2）在按強(qiáng)度計算柱及主梁時，鋼筋量適當(dāng)增加10%--15%，以留出一定的防腐蝕安全儲備。

（3）主要承受構(gòu)件適當(dāng)加大斷面并控制δf不小于0.2毫米。

（4）制主要承重構(gòu)件混凝土強(qiáng)度不小于20MP ，水灰比不大于0.55。適當(dāng)摻入減水劑并保證其抗?jié)B標(biāo)號不小于1.2MP。

（5）鋼筋盡量采用錳鋼 ，在滿足抗裂要求的前提下盡可能采用粗鋼筋。

（6）超靜定結(jié)構(gòu)構(gòu)件的內(nèi)力必須按彈性體系計算，不得考慮塑性應(yīng)力重分布。

（7）有條件時優(yōu)先采用預(yù)應(yīng)力構(gòu)件。

3.2鋼筋混凝土基礎(chǔ)設(shè)防

基礎(chǔ)主要受液相腐蝕介質(zhì)作用，這類腐蝕往往比氣相類介質(zhì)直接，其侵蝕性也比前者嚴(yán)重。同時，由于液相介質(zhì)污染地基土和地下水 ，不僅腐蝕基礎(chǔ)，也會使土體膨脹產(chǎn)生內(nèi)力，破壞原有土體結(jié)構(gòu)。特別是當(dāng)有地下水作用而造成土壤內(nèi)孔隙率增加時，還導(dǎo)致地基沉陷，既破壞基礎(chǔ)又嚴(yán)重影響上部結(jié)構(gòu)。因此，作好地面防腐蝕介質(zhì)滲入地下是至關(guān)重要的。同時，基礎(chǔ)外表面應(yīng)作必要的防護(hù)，且應(yīng)與保護(hù)地基土緊密地結(jié)合起來。

（1）選用抗?jié)B性及固結(jié)程度較好的粘土層作為持力層（包括采用毛石混凝土墊底時毛石混凝土的下臥層）。

（2）在粘土類地基中應(yīng)使基礎(chǔ)埋深不小于1.0米。這類土污染程度自上而下逐漸減輕，其污染極限一般為750毫米深?；A(chǔ)埋深不小于1.0米即可避免腐蝕介質(zhì)的侵蝕。

根據(jù)以上分析及腐蝕環(huán)境，條件與構(gòu)件的具體位置，采取相應(yīng)措施加強(qiáng)鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)的防腐能力。