李冠章

河南省鶴壁市城市建設(shè)投資有限公司（458000）

混凝土結(jié)構(gòu)中鋼筋銹蝕的修復(fù)方法

李冠章

河南省鶴壁市城市建設(shè)投資有限公司（458000）

混凝土結(jié)構(gòu)中鋼筋銹蝕的防治已成為工程界迫切需要解決的問題，從防治的角度出發(fā)，介紹了國內(nèi)外對鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)的傳統(tǒng)修補(bǔ)方法和電化學(xué)修復(fù)方法，闡述了陰極保護(hù)法、電化學(xué)再堿化法、電沉積修復(fù)法、電化學(xué)除氯法以及電滲阻銹劑法的基本原理和研究現(xiàn)狀。

耐久性；鋼筋銹蝕；電化學(xué)修復(fù)

鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)是目前工程應(yīng)用最為廣泛的結(jié)構(gòu)形式，鋼筋銹蝕引起的結(jié)構(gòu)過早損壞已成為工程界關(guān)注的一大災(zāi)害。對于正在服役且遭受氯離子侵害的鋼筋混凝土建筑物，如何采取技術(shù)上可行、經(jīng)濟(jì)上合理的修復(fù)方法是工程界迫切需要解決的問題。這里主要介紹了目前國內(nèi)外對鋼筋銹蝕的傳統(tǒng)修補(bǔ)方法和電化學(xué)修復(fù)方法。

1 傳統(tǒng)修補(bǔ)方法

鋼筋混凝土在使用過程中自然損壞或受到外力破壞，造成如麻面、露筋、孔洞、裂縫、鋼筋銹蝕等缺陷。傳統(tǒng)修復(fù)手段主要是先鑿除已經(jīng)劣化的混凝土保護(hù)層，對鋼筋進(jìn)行除銹防銹處理。對嚴(yán)重銹蝕的鋼筋，進(jìn)行旁焊補(bǔ)強(qiáng)或更換，然后對銹蝕的鋼筋作除銹及阻銹處理，再使用環(huán)丙砂漿、丙乳砂漿等進(jìn)行填補(bǔ)。傳統(tǒng)修補(bǔ)法[1]存在的主要問題在于修復(fù)效果難以滿足耐久性要求，尤其對于已遭受氯鹽侵蝕的海洋環(huán)境中的鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)，因?yàn)殇摻钐幱谛屡f混凝土的交界處，修補(bǔ)會(huì)造成鋼筋表面產(chǎn)生電位差，處于鋼筋內(nèi)側(cè)的混凝土中氯離子難以被徹底去除，鋼筋仍有再次銹蝕的可能。

2 電化學(xué)修復(fù)方法

2.1 陰極保護(hù)法

陰極保護(hù)技術(shù)[2]是以抑制鋼筋表面形成腐蝕電池為目的的電化學(xué)防腐方法，主要包括犧牲陽極法和外加電流輔助陽極法。其基本原理是對鋼筋持續(xù)施加一定的陰極電流，將其極化到一定程度，使得鋼筋上的陽極反應(yīng)降低到非常小的程度。陰極保護(hù)法應(yīng)用于鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)中，總體是可行的，但該方法從結(jié)構(gòu)建設(shè)期就需要專人管理和維護(hù)，成本較高，因此其推廣應(yīng)用受到了一定的限制[3]。此外，陰極保護(hù)技術(shù)主要應(yīng)用于在建結(jié)構(gòu)物，對于已經(jīng)建成并已經(jīng)出現(xiàn)鋼筋銹蝕的結(jié)構(gòu)物其應(yīng)用效果仍有待進(jìn)一步研究。

2.2 電化學(xué)再堿化法

電化學(xué)再堿化法是20世紀(jì)70年代末在美國和歐洲興起的一種用于修復(fù)碳化混凝土內(nèi)鋼筋腐蝕的重要方法。它主要通過無損傷的電化學(xué)手段來提高被碳化混凝土保護(hù)層的堿性，使保護(hù)層pH值恢復(fù)到11.5以上，從而降低鋼筋腐蝕活性，以減緩或阻止鋼筋的繼續(xù)銹蝕。其基本原理是在混凝土試件表面上的外部電極和鋼筋之間通直流電，以鋼筋作為陰極，以外部電極作為陽極，對鋼筋進(jìn)行陰極極化。

2.3 電沉積修復(fù)法

電沉積修復(fù)法是最近興起的一種修復(fù)混凝土裂縫的新方法。其基本原理是利用鋼筋混凝土的特性與水環(huán)境條件，把帶裂縫的混凝土結(jié)構(gòu)中的鋼筋作為陰極，以溶在水或海水中的各類礦物化合物(或加入合適的礦物質(zhì))作為電解質(zhì)，并在混凝土結(jié)構(gòu)附近設(shè)置一定面積的陽極，在兩者之間施加微弱的低壓直流電。因?yàn)榛炷潦且环N多孔材料,其孔隙液中就有一種電解質(zhì),所以在混凝土中就會(huì)發(fā)生電遷移，在混凝土結(jié)構(gòu)的表面和裂縫處就有沉積物如CaCO3和Mg(OH)2等生成，這些沉積物填充、密實(shí)混凝土的裂縫，封閉混凝土的表面，進(jìn)而達(dá)到修復(fù)的效果。

2.4 電化學(xué)除氯法

電化學(xué)除氯法首先由美國聯(lián)邦高速公路局研究出來，后來用于美國戰(zhàn)略公路研究規(guī)劃，并被歐洲使用。據(jù)統(tǒng)計(jì)，自20世紀(jì)80年代末開發(fā)成功到1994年短短幾年時(shí)間內(nèi)，該方法已在北美、英國、德國、瑞典、日本及中東等約20個(gè)國家和地區(qū)中應(yīng)用,應(yīng)用面積達(dá)15萬平方米。目前，對電化學(xué)除氯法可能對鋼筋混凝土造成影響的研究比較廣泛，包括鋼筋混凝土界面結(jié)合強(qiáng)度、堿骨料反應(yīng)、“氫脆”及混凝土微裂縫的變化等多方面。

2.5 電滲阻銹法

近十幾年來,鋼筋阻銹劑作為一種使用簡單、經(jīng)濟(jì)有效的鋼筋防腐措施,被大量應(yīng)用于工程中，但絕大部分為摻入型阻銹劑。隨著待修復(fù)工程的增加，用于修復(fù)和抑制已建混凝土結(jié)構(gòu)中鋼筋銹蝕的遷移型阻銹劑開始在混凝土結(jié)構(gòu)中得到應(yīng)用。與單一的電化學(xué)除氯及阻銹劑自然滲透修復(fù)技術(shù)相比，電遷移阻銹技術(shù)可加速阻銹劑基團(tuán)遷移到鋼筋表面，能顯著提高防腐修復(fù)效果。

3 結(jié)語

傳統(tǒng)修補(bǔ)法和電化學(xué)修復(fù)法的應(yīng)用很大程度上解決了混凝土結(jié)構(gòu)中鋼筋銹蝕修復(fù)的問題，對于提高鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)的耐久性和服役壽命具有十分重要的意義。

[1]徐建芝,丁鑄,邢峰.鋼筋混凝土電化學(xué)脫鹽修復(fù)技術(shù)研究現(xiàn)狀[J].混凝土,2008(9):22-24.

[2]張羽,張俊喜,王昆,等.電化學(xué)修復(fù)技術(shù)在鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)中的研究及應(yīng)用[J].材料保護(hù),2009,42(8):51-55.

[3]黃曉剛,何健,儲(chǔ)洪強(qiáng).電化學(xué)防腐技術(shù)在混凝土結(jié)構(gòu)中的應(yīng)用研究概況[J].建筑技術(shù)開發(fā),2008,35(8):51-55.