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钢筋混凝土结构物的防腐技术

摘要：提出了钢筋混凝土防腐技术和预防措施，并对混凝土中的Cl－含量确定了量化

指标，通过试验验证了7种混凝土外加剂均能减缓氯盐对钢筋的腐蚀速度，强调了应建立

有关融雪、破冰剂的技术质量标准和试验规程

1、钢筋在氯盐环境中的防腐技术与预防措

1.1防腐技

研究防腐技术的目的，在于使结构物从投入使用，到内部的钢筋开始锈蚀的时间尽可

能的接近设计寿命。要想完全避免Cl－的腐蚀，最理想的方法就是从根本上保证混凝土与

氯盐环境隔绝，事实上这是不可能的。重要的是如何有效地控制氯盐的总量，使之限定在

规定的范围之内。依据钢筋在氯盐环境中的电化学行为的研究结果和腐蚀机理，认为凡是

能够有效的阻止混凝土PH值下降、保证钢筋界面上的钝化膜不活化、维持界面双电层的

电位恒定、避免钢筋表面去极化的发生，就能够有效地控制腐蚀的发生，也即防腐技术。

本文就防腐技术归纳如下

（1）混凝土中Cl－总量限定

所谓“限定值”是指混凝土中所允许的最大值。研究表明，Cl－的总量限定值应小于

0.18％（普通混凝土水泥重量百分比），折合为0.55kg／m3，该值相当于美国（ACI）的

限定值，比日本土木学会的规范值低8％，研究结果与美、日发达国家规范值基本上是一

致的。此外Cl－的总量还直接影响着其在混凝土中的扩散速率，扩散过程可用下列方程描

述

（2）可利用正态分布求出。这样，利用扩散方程可以将Cl－扩散与使用年限建立起

关系，进而据此进行混凝土耐久性设计或检验评估，同时也确定了扩散速率与Cl－浓度的

关系

（3）限定钢筋界面的电流密度和酸碱

限定钢筋界面的电流密度是保证电位恒定的基本指标，即钢筋界面保护膜钝化状态向

活化状态转化的临界值。该临界值不小于10A／cm2.而强碱性则是钢筋界面保护膜的最佳

环境条件，酸碱度的最佳值不小于11.5

（4）限定混凝土裂缝宽度和水胶

混凝土裂缝使腐蚀介质通过混凝土保护层，进入到钢筋表面。必须对混凝土保护层裂

缝的宽度加以限制，对高性能混凝土裂缝的限定值为0.2mm.对普通混凝土该值要适当减

小。而对混凝土本身要减小Cl－的扩散速度，必须减小混凝土的渗透性，控制混凝土渗透

性最有效的方法是控制其水胶比，一般限制在0.35～0.45

1.2预防措

（1）严把检测关、增厚保护

建议质检部门把“新拌砂浆法”和“硬拌砂浆法”作为工程质检的必测过程。使原材

料中所含氯盐总量控制在限定值之内。而仅仅靠自身带入的氯离子不足以造成钢筋的锈

蚀。在此基础上适当提高保护层的厚度。大量工程实践和试验表明，处于氯盐环境中的混

凝土表面12mm深度内的氯离子浓度远远高于25～50mm深度范围。因此在氯盐环境中的工

程，混凝土保护层的厚度应不小于38mm，最好是不小于50mm，考虑到施工偏差，设计保

护层厚度应选择65mm

（2）优选原材料和阻锈

在选择水泥时尽量选择矿渣、火山灰、粉煤灰水泥。这些水泥中的水泥石Ca（OH）2

含量低，能够预防氯盐对水泥石的溶解和溶出，并防止氯盐与水泥石发生碱集料反应，生

成低强度、低胶结力的膨胀盐，以及由此产生的混凝土松散、露骨和脱落。粗骨料应尽量

选择高碱性的碳酸岩碎石，它一方面能与水泥有高强度的胶结力，另一方面能形成高碱性

的环境，使钢筋界面的钝化膜长期处于钝化态。细骨料要尽量采用河砂以防止海砂带入氯

盐。在此基础上优选适合于工程特点的钢筋阻锈剂，建议使用NaNO2复合型阻锈剂，这种

碱性阻锈剂在碱性环境中可生成Fe3O4氧化膜，阻止Cl－离子对钢筋的腐蚀

（3）采用三组分胶结材料及涂

降低腐蚀介质在混凝土中的渗透性，是防止Cl－进入钢筋表面最直接的方法之一。通

常采用的方法是在混凝土中掺加一定量的微硅粉、粉煤灰或磨细矿渣。水泥、微硅粉、粉

煤灰称为三组分胶结材料。三组分材料制成的混凝土，具有极低的渗透性并具有很高的抗

Cl－渗透能力，同时具有低热、经济等优点。微硅粉可以提高混凝土的耐磨性，微硅粉

和粉煤灰能有效降低活性集料含量及总碱量，从而避免碱集料反应发生。此外混凝土表面

涂层是防止钢筋锈蚀的第一道防线。混凝土表面的涂层能在一定时期内有效防止腐蚀介质

浸入，但因其使用寿命的限制，而不能广泛使用。目前与混凝土寿命匹配的水泥基聚合物

涂层、砂浆层成为混凝土表面保护层的首选。转贴于中国论文联盟http://www.lwlm.co

（4）禁止使用含氯盐的融雪、化冰

对于已成型的结构物而言最重要的是禁止在结构物