如何保护混凝土中的钢结构？

门萨建筑化学

钢筋和其他嵌入式钢构件的腐蚀是混凝土结构劣化和耐久性下降的主要原因。随着腐蚀的进行，钢筋体积扩大，进一步加剧了混凝土的开裂，并经常导致保护性覆盖混凝土剥落。这导致耐久性进一步增加。

尽管钢具有固有的腐蚀倾向，但由于混凝土的pH值高，混凝土中的钢被天然的氧化铁层包围，从而保护其不生锈。但是，在沿海地区以及使用除冰盐的地区，盐水或除冰剂中的氯离子会到达钢中并破坏氧化铁的保护层。

由于失去了混凝土提供的保护钝化层，钢筋明显更容易受到腐蚀的影响。一旦开始浇筑，混凝土通常会在接下来的十年中迅速变质，需要进行维护，修理并最终需要更换。

这就是为什么在使用盐处理交通表面的区域以及预制构件和桥梁结构中的沿海结构，人行道和停车甲板必须采用腐蚀防护方法的原因。但是，并非所有的腐蚀防护方法都以相同的方式工作。以下是选择腐蚀防护之前要问的两个问题。

许多产品使用基于锌盐，钙盐，镁盐或多磷酸盐的阴极型腐蚀防护，从而减缓了腐蚀速度。通常，这些类型的系统需要熟练的厂商，因为他们必须遵循详细的安装过程以确保正确完成。出错的方面有很多。阴极腐蚀防护也需要例行维护。

亚硝酸钙有助于减轻腐蚀，但有时会以28天的抗压强度和坍落度为代价，因为它起着有效的促凝剂的作用。减轻这种增加的复杂性的一种方法是使用中性固化剂，以降低对强度损失，坍落度损失和固化时间的影响。

1、镀层钢筋和涂层钢筋

镀层钢筋主要是镀锌钢筋，利用锌的电位比铁低，对钢筋施加阴极保护。涂层钢筋是指在钢筋表面制作涂层，隔离钢筋与腐蚀介质的接触。这种钢筋是在严格控制的工厂流水线上，采用静电喷涂工艺将涂层(目前使用较普遍的是环氧涂层)喷涂于表面处理过的预热的钢筋上，形成具有一层坚韧、不渗透、连续的绝缘层的钢筋。

所以，只要这种钢筋在运输、存放、加工、安装和混凝土浇捣过程中能按规范严格保护，它是可以将钢筋与周围混凝土隔开，即使氯离子、氧气等已大量侵入混凝土，它也能长期保护钢筋使它免遭腐蚀。

? 2、钢筋阻锈剂

混凝土拌合物中掺入适量阻锈剂，可阻止或延缓金属和电解质界面的电化学反应，从而阻止金属腐蚀是预防恶劣环境中钢筋腐蚀的一种有效的补充措施。但是它不能代替优质混凝土，也就是说掺加阻锈剂不能降低对混凝土保护层的基本要求。

按照作用机理，钢筋阻锈剂可分为阳极型、阴极型和混合型三种。加入钢筋阻锈剂既推迟了钢筋开始生锈的时间，又减缓了钢筋腐蚀发展的速度。

? 3、阴极保护

阴极保护技术是应用电化学原理，通过给被保护钢筋加一负向电流，使它的电极电位负移，即使钢筋表面氯离子已达到或超过使钢筋脱钝的临界值，由于电化学腐蚀过程得到有效的抑制而使钢筋不会发生锈蚀。阴极保护的方式有牺牲阳极和外加电流两种：

▂(1)、牺牲阳极方式

采用电化学上比铁更活泼，即电位更负的金属(如铝合金、锌合金等)作为阳极，与被保护的钢电联接，以本身的腐蚀(牺牲)提供自由电子，对被保护的钢实施阴极保护。它施工简便，不需要外部直流电源，不必经常维护管理，但由于提供的保护电流有限，一般不适用于暴露于大气中的钢筋混凝土结构。

▂ (2)、外加电流阴极保护

以直流电源的正极接通难溶性阳极，发射保护电流;以其负极接通被保护的钢，而阳极与被保护的钢均处于连续的电介质中，使被保护的钢接触电解质的全部表面都充分而且均匀地接受自由电子，从而受到阴极保护。外加电流阴极防护技术在欧、美等国家已经用于环境恶劣的重要工程上。

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