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摘要：钢筋锈蚀对钢筋混凝土结构及预应力混凝土结构的耐久性和安全性影响极大。目前，我国以基础设施为主的钢筋混凝土结构中钢筋的锈蚀也已经造成很大的危害，并潜存着很大的结构安全威胁。我国的海港码头、滨海设施、水工、桥梁等都有很多钢筋锈蚀破坏的事例，许多工程达不到设计寿命的要求，大量的修复工程已经或正在进行。基于此，实际工作中对混凝土结构钢筋锈蚀抑制方法的探究是很有必要的。
关键词：混凝土；钢筋锈蚀；措施
1、钢筋锈蚀机理
钢筋的腐蚀可以分为化学腐蚀和电化学腐蚀，而电化学腐蚀在酸性条件下是析氢腐蚀，中性或偏碱性环境中是吸氧腐蚀，而钢筋的锈蚀便是电化学腐蚀里的吸氧腐蚀。目前钢筋锈蚀的监测方法和传感器系统大多可以采用腐蚀电流或腐蚀电位评价，银库仑计可以认为是一种特殊的电化学传感器，我们可以借此进行钢筋锈蚀的监测。多孔和非均质混凝土材料的诸多特性，主要包括孔溶液的酸碱性、电阻率的高低、保护层对外界离子的物理屏障能力和开裂特性，都决定了钢筋锈蚀的发生、发展和锈蚀程度。混凝土空隙中的水分以饱和氢氧化钙溶液的形式存在，其中还含有其他一些强碱性物质，如氢氧化钠和氢氧化钾，溶液的pH约为12.5左右。由于混凝土在高碱性环境中，从而在钢筋的表面形成了防腐蚀保护的薄铁氧化物层。正是因为氧化膜的存在，施工质量良好的混凝土结构即使处于像海洋这样的环境中，钢筋也不会发生锈蚀。当钢筋一旦暴露于空气中，二氧化碳或氯离子会导致pH降低，严重破坏氧化膜，在水和氧的作用下，就会发生锈蚀。因此，混凝土中钢筋的锈蚀需要满足式1和式2的条件，另外还需要具备有害离子传输的通道和电子通道。只有这些条件都满足时，钢筋锈蚀反应才能进行。在满足热力学条件的情况下，在钢筋周围还会发生其他的氧化还原反应，这就是钢筋锈蚀过程的复杂性及产物多样性的原因[1]。
2、混凝土结构钢筋锈蚀成因分析
2.1、混凝土不密实或有裂缝
存在混凝土密实不良和构件上产生的裂缝，往往是造成钢筋腐蚀的重要原因，尤其当水泥用量偏小，水灰比不当和振捣不良，或在混凝土浇筑中产生露筋、蜂窝、麻面等情况，都会加速钢筋的锈蚀。大量研究结果表明：混凝土的碳化深度和混凝土密实度有很大关系。密实度良好的混凝土碳化深度仅局限在表面，而密实度差的混凝土，则碳化深度就较大。
2.2、混凝土碳化和酸性介质的侵入
空气中的CO2气体在混凝土表面逐渐与氢氧化钙。碳化是介质与混凝土相互作用的一种很广泛的形式，最典型的例子是空气中的CO2逐渐与混凝土的氢氧化钙发生反应生成碳酸钙，这种现象称为碳化。由于生成的碳酸钙难溶解，其饱和值的pH值为9，因此随着碳化反应的不断进行，混凝土碳化区的pH值也不断下降，并不断向内部发展；当碳化深度达到或超过保护层时，钢筋表面的钝化膜遭到局部破坏，钢筋开始锈蚀。当大气中由氯化氢、硫化氢等酸性气体，将同样被混凝土吸收并与氢氧化钙结合，从而使混凝土碱度迅速下降，使钢筋遭受腐蚀。
2.3、环境湿度
钢筋锈蚀与环境湿度有直接关系。在十分潮湿的环境中，其空气相对湿度几近于100%，混凝土空隙中充满了水，阻碍了空气中的二氧化碳和氧气向钢筋表面扩散，使钢筋难以锈蚀。当相对湿度低于60%时，在钢筋表面难以形成水膜，混凝土碳化也难以深入，钢筋几乎不生锈。而相对湿度在80%左右时，有利于碳化作用，混凝土中的钢筋锈蚀发展很快。
2.4、Cl-侵蚀
混凝土中的Cl-主要源于原材料和外加剂，如使用海砂、海水或氯化钙作外加剂等。研究表明，由于Cl-半径小，活性大，具有很强的穿透力，所以当它进入混凝土中并达到钢筋表面，容易吸附在氧化膜有缺陷的地方，并穿过氧化膜，在氧化物内层形成易溶的FeCl2，使氧化膜局部溶解，形成蚀坑现象。如果混凝土中含有大量均匀分布的氯离子，而钢筋保护层又比较薄，有足够的氧可以达到钢筋表面，则钢筋表面就可以大面积的发生上述氯离子的脱钝化反应，导致许多点蚀坑合并、扩大，在钢筋表面形成均匀的锈蚀层。
3、混凝土结构钢筋锈蚀的抑制方法
3.1、控制混凝土保护层厚度
混凝土保护层的最小厚度是根据结构的耐久性与受力筋粘结锚固性能确定的。受力筋的混凝土保护层最小厚度不得小于钢筋的公称直径且应根据结构在不同的环境中确定保护层的厚度。一般情况下：墙板筋不小于15mm、梁筋不小于25mm、柱筋不小于30mm、基础纵向受力筋不小于40mm，当无垫层时不小于70mm。在特殊的环境下，保护层的厚度要适当加大。在钢筋安装过程就应准备好控制保护层使用的水泥砂浆垫块或塑料卡，水泥砂浆垫块的厚度应与钢筋保护层的设计厚度相同。钢筋安装完成，要把保护层垫块按间距放置在梁、板受力筋下，墙柱筋则需要将垫块的预埋铁丝绑扎固定在受力筋外侧上，垫块间距不大于@1.5m。
3.2、加强混凝土养护
混凝土浇筑完毕后的12h内应进行养护，对采用硅酸盐水泥、普通硅酸盐水泥或矿渣硅酸盐水泥拌制的混凝土，养护时间不少于7d；对掺用缓凝型外加剂或有抗渗要求的混凝土，养护时间不少于14d。设计强度为C30及以上柱、剪力墙等竖向构件应覆盖保湿养护，其它可浇水养护，浇水次数应能保持混凝土处于湿润状态。养护用水宜与拌制水相同，当日平均气温低于5℃时不得浇水。对于地坪、楼板等大面积结构可以在四周砌一皮砖围成闭合圈进行蓄水养护。混凝土的养护过程要有专人负责、跟踪，确保养护到位。
3.3、控制氯离子含量
氯离子是破坏钢筋钝化膜引起钢筋锈蚀的另一个主要原因。根据研究资料表明混凝土中氯化物含量达0.6～1.2kg/m3，钢筋的锈蚀过程就可以发生。《混凝土结构工程规范》（GB50666-2011）规定混凝土中的最大氯离子含量占水泥用量应小于0.06%。配制混凝土时原材料要严控氯离子含量，不使用海砂或严格限制使用海砂，杜绝使用海水。外加剂、骨料、水等原材料中氯离子含量有超标时不得使用，否则必须采取技术措施，如掺加钢筋阻锈剂等。
总言之，混凝土结构中钢筋的锈蚀是混凝土结构耐久性的重要影响因素，也是目前混凝土耐久性课题中的一个难点。实际工作中采取适当措施预防钢筋混凝土中钢筋的锈蚀，具有十分重大的经济意义，在某些情况下甚至关系到人民的生命安全，因此必须得到我们的重视研究。
参考文献
[1]廖纪.浅谈水下钢筋混凝土结构中钢筋锈蚀的原因及控制[J].科技资讯，2006，35：46-47.
[2]惠云玲.混凝土结构钢筋锈蚀耐久性损伤评估及寿命预测方法[J].工业建筑，1997，06：20-23+44.
关键词：混凝土；钢筋锈蚀；措施
1、钢筋锈蚀机理
钢筋的腐蚀可以分为化学腐蚀和电化学腐蚀，而电化学腐蚀在酸性条件下是析氢腐蚀，中性或偏碱性环境中是吸氧腐蚀，而钢筋的锈蚀便是电化学腐蚀里的吸氧腐蚀。目前钢筋锈蚀的监测方法和传感器系统大多可以采用腐蚀电流或腐蚀电位评价，银库仑计可以认为是一种特殊的电化学传感器，我们可以借此进行钢筋锈蚀的监测。多孔和非均质混凝土材料的诸多特性，主要包括孔溶液的酸碱性、电阻率的高低、保护层对外界离子的物理屏障能力和开裂特性，都决定了钢筋锈蚀的发生、发展和锈蚀程度。混凝土空隙中的水分以饱和氢氧化钙溶液的形式存在，其中还含有其他一些强碱性物质，如氢氧化钠和氢氧化钾，溶液的pH约为12.5左右。由于混凝土在高碱性环境中，从而在钢筋的表面形成了防腐蚀保护的薄铁氧化物层。正是因为氧化膜的存在，施工质量良好的混凝土结构即使处于像海洋这样的环境中，钢筋也不会发生锈蚀。当钢筋一旦暴露于空气中，二氧化碳或氯离子会导致pH降低，严重破坏氧化膜，在水和氧的作用下，就会发生锈蚀。因此，混凝土中钢筋的锈蚀需要满足式1和式2的条件，另外还需要具备有害离子传输的通道和电子通道。只有这些条件都满足时，钢筋锈蚀反应才能进行。在满足热力学条件的情况下，在钢筋周围还会发生其他的氧化还原反应，这就是钢筋锈蚀过程的复杂性及产物多样性的原因[1]。
2、混凝土结构钢筋锈蚀成因分析
2.1、混凝土不密实或有裂缝
存在混凝土密实不良和构件上产生的裂缝，往往是造成钢筋腐蚀的重要原因，尤其当水泥用量偏小，水灰比不当和振捣不良，或在混凝土浇筑中产生露筋、蜂窝、麻面等情况，都会加速钢筋的锈蚀。大量研究结果表明：混凝土的碳化深度和混凝土密实度有很大关系。密实度良好的混凝土碳化深度仅局限在表面，而密实度差的混凝土，则碳化深度就较大。
2.2、混凝土碳化和酸性介质的侵入
空气中的CO2气体在混凝土表面逐渐与氢氧化钙。碳化是介质与混凝土相互作用的一种很广泛的形式，最典型的例子是空气中的CO2逐渐与混凝土的氢氧化钙发生反应生成碳酸钙，这种现象称为碳化。由于生成的碳酸钙难溶解，其饱和值的pH值为9，因此随着碳化反应的不断进行，混凝土碳化区的pH值也不断下降，并不断向内部发展；当碳化深度达到或超过保护层时，钢筋表面的钝化膜遭到局部破坏，钢筋开始锈蚀。当大气中由氯化氢、硫化氢等酸性气体，将同样被混凝土吸收并与氢氧化钙结合，从而使混凝土碱度迅速下降，使钢筋遭受腐蚀。
2.3、环境湿度
钢筋锈蚀与环境湿度有直接关系。在十分潮湿的环境中，其空气相对湿度几近于100%，混凝土空隙中充满了水，阻碍了空气中的二氧化碳和氧气向钢筋表面扩散，使钢筋难以锈蚀。当相对湿度低于60%时，在钢筋表面难以形成水膜，混凝土碳化也难以深入，钢筋几乎不生锈。而相对湿度在80%左右时，有利于碳化作用，混凝土中的钢筋锈蚀发展很快。
2.4、Cl-侵蚀
混凝土中的Cl-主要源于原材料和外加剂，如使用海砂、海水或氯化钙作外加剂等。研究表明，由于Cl-半径小，活性大，具有很强的穿透力，所以当它进入混凝土中并达到钢筋表面，容易吸附在氧化膜有缺陷的地方，并穿过氧化膜，在氧化物内层形成易溶的FeCl2，使氧化膜局部溶解，形成蚀坑现象。如果混凝土中含有大量均匀分布的氯离子，而钢筋保护层又比较薄，有足够的氧可以达到钢筋表面，则钢筋表面就可以大面积的发生上述氯离子的脱钝化反应，导致许多点蚀坑合并、扩大，在钢筋表面形成均匀的锈蚀层。
3、混凝土结构钢筋锈蚀的抑制方法
3.1、控制混凝土保护层厚度
混凝土保护层的最小厚度是根据结构的耐久性与受力筋粘结锚固性能确定的。受力筋的混凝土保护层最小厚度不得小于钢筋的公称直径且应根据结构在不同的环境中确定保护层的厚度。一般情况下：墙板筋不小于15mm、梁筋不小于25mm、柱筋不小于30mm、基础纵向受力筋不小于40mm，当无垫层时不小于70mm。在特殊的环境下，保护层的厚度要适当加大。在钢筋安装过程就应准备好控制保护层使用的水泥砂浆垫块或塑料卡，水泥砂浆垫块的厚度应与钢筋保护层的设计厚度相同。钢筋安装完成，要把保护层垫块按间距放置在梁、板受力筋下，墙柱筋则需要将垫块的预埋铁丝绑扎固定在受力筋外侧上，垫块间距不大于@1.5m。
3.2、加强混凝土养护
混凝土浇筑完毕后的12h内应进行养护，对采用硅酸盐水泥、普通硅酸盐水泥或矿渣硅酸盐水泥拌制的混凝土，养护时间不少于7d；对掺用缓凝型外加剂或有抗渗要求的混凝土，养护时间不少于14d。设计强度为C30及以上柱、剪力墙等竖向构件应覆盖保湿养护，其它可浇水养护，浇水次数应能保持混凝土处于湿润状态。养护用水宜与拌制水相同，当日平均气温低于5℃时不得浇水。对于地坪、楼板等大面积结构可以在四周砌一皮砖围成闭合圈进行蓄水养护。混凝土的养护过程要有专人负责、跟踪，确保养护到位。
3.3、控制氯离子含量
氯离子是破坏钢筋钝化膜引起钢筋锈蚀的另一个主要原因。根据研究资料表明混凝土中氯化物含量达0.6～1.2kg/m3，钢筋的锈蚀过程就可以发生。《混凝土结构工程规范》（GB50666-2011）规定混凝土中的最大氯离子含量占水泥用量应小于0.06%。配制混凝土时原材料要严控氯离子含量，不使用海砂或严格限制使用海砂，杜绝使用海水。外加剂、骨料、水等原材料中氯离子含量有超标时不得使用，否则必须采取技术措施，如掺加钢筋阻锈剂等。
总言之，混凝土结构中钢筋的锈蚀是混凝土结构耐久性的重要影响因素，也是目前混凝土耐久性课题中的一个难点。实际工作中采取适当措施预防钢筋混凝土中钢筋的锈蚀，具有十分重大的经济意义，在某些情况下甚至关系到人民的生命安全，因此必须得到我们的重视研究。
参考文献
[1]廖纪.浅谈水下钢筋混凝土结构中钢筋锈蚀的原因及控制[J].科技资讯，2006，35：46-47.
[2]惠云玲.混凝土结构钢筋锈蚀耐久性损伤评估及寿命预测方法[J].工业建筑，1997，06：20-23+44.