水下砼中鋼筋如何保護不銹

A. 海工混凝土鋼筋腐蝕和防護措施

1海工混凝土鋼筋的破壞機理
研究海洋環境下混凝土中鋼筋的腐蝕問題，首先需要清楚其破壞原因和機理，才能有針對性的對鋼筋耐腐蝕性能進行相關的試驗研究，找准研究方向，得出有用的研究成果，對後續的試驗研究提供理論依據。海水成分復雜，含有多種游離態的離子，雖然其含量不高，但混凝土結構長時間暴露在這種環境下，其影響不容忽視。其中最主要的破壞離子就是SO2－4和Cl－。首先對於混凝土結構，抗滲性能遠不及天然石材，雖然宏觀上與天然石材區別不大，但在微觀上，混凝土表面有很多的微觀孔隙［1］。
因此，在海洋環境下，各種游離態的離子通過孔隙滲透到混凝土內部，與其中的Ca2－、Al3+等成分發生化學反應，從而使其耐久性和耐腐蝕性降低，最終導致結構破壞。其次對於鋼筋的腐蝕破壞，主要是氯離子引起的，其通過毛細管、擴散、對流、滲透等方式侵入混凝土結構，擴散是最主要的侵入方式［2］。當其濃度到達一定的臨界值後，從而引起鋼筋的銹蝕。
1混凝土耐久性的研究是一個十分重要而又迫切需要解決的問題，特別是位於沿海及近海地區的混凝土結構，由於海洋環境對混凝土的腐蝕，尤其是鋼筋的銹蝕造成的結構早期損壞，已成為工程中的主要問題［3］。目前，對於提高海洋環境下混凝土中鋼筋的耐腐蝕性能，防止鋼筋腐蝕的技術措施有許多種，可歸納為兩大類。其一是提高混凝土自身的防護能力，增加混凝土的抗腐蝕能力，如高密實、抗裂混凝土;其二被稱作「附加措施」，主要包括:鋼筋阻銹劑、悔余混凝土外塗層、特種鋼筋(如環氧塗層鋼筋、不銹鋼筋等)、陰極保護等。
2鋼筋防腐蝕措施研究
2．1鋼筋阻銹劑
鋼筋阻銹劑是指一種加入到混凝土中或塗刷在其表面，能有效延緩或阻止腐蝕發生的化學物質。其主要是由酯胺混合液和醇胺混合物等高分子的陽極型阻銹材料組成，作用機理是通過氯化鐵原子可以使鋼筋表面形成緻密的氧化鐵鈍化膜，或吸附在其表面形成阻礙層，阻止陽極反應的發生，使鋼筋長期處於鈍態，其保護層得到最大限度地提高和保持，同時防止氯鹽、鎂鹽的侵蝕，使腐蝕速度大幅度降低［4］。鋼筋阻銹劑主要優點如下:使用壽命長，能滿足50年以上混凝土結構設計壽命要求;與塗層鋼筋、特種鋼筋、陰極保護等措施相比，花費最少，經濟實用，且施工簡單，方便，節省勞動力，壽命期內不需維護，經濟效果最優;適用范圍廣［5］。
2．2特種鋼筋
阻止氯離子對鋼筋的腐蝕的有效措施之一，就是在鋼筋表面進行塗層處理。目前環氧樹脂塗層鋼筋在國內外應用廣泛。環氧樹脂塗層鋼筋有很好的耐蝕性，但與混凝土的粘結強度明顯降低，適用於處在潮濕環境或侵蝕性介質中的工業與民用房屋、一般構築物及道路、橋梁、港口，碼頭等鋼筋混凝土結構中。經國內外的大量研究和多年的工程應用表明，採用這種鋼筋能有效地防止處於惡劣環境下的鋼筋腐蝕，從而大大提高工程結構的耐久性。環氧樹脂塗層被譽為鋼筋防腐衛士，其具有化學穩定性高，不與酸、鹼等反應，延性大、干縮小等特點，與金屬表面的粘著性好，在鋼筋表面起到了阻隔鋼筋與外界電流接觸的功能［6］。
試驗表明，另一種有效方法是提高鋼筋自身耐腐蝕性能。耐腐蝕鋼筋在混凝土結構中的使用還是一個相對較新的課題，目前主要有不銹鋼筋和纖維塑料筋兩種。做前螞各種鋼筋中，不銹鋼筋的耐腐蝕性能最好的，還具有強度高、耐久性好、使用方便，施工簡單等特點，大大延長了結構的使用壽命，但是價格昂貴，成本略有增加。目前奧氏體不銹鋼和鐵素體不銹鋼因其高強度被廣泛應用於混凝土結構中，當作為預應力筋使用時，其強度可達835MPa，作為普通鋼筋使用時，其強度亦可達700MPa［7］。纖維塑料筋是指由玻璃纖維、碳纖維及阿拉米德纖維等多股連續纖維，採用聚醯胺樹脂、聚乙烯樹脂、環氧樹脂等基底材料，通過膠合，後經過擠壓、拉拔成型的特殊材料［8］。纖維塑料筋的主要優點有:抗拉強度高、抗腐蝕性能良好、密純埋度小。但其也存在彈性模量小、脆性大、抗剪強度低和與混凝土之間粘結力小等缺點。
2．3陰極保護
電化學保護是使金屬極化至腐蝕免疫區或鈍化區而得到保護［9］。鋼筋腐蝕時將會同時發生失電子的陽極反應和得電子的陰極反應。發生反應時，陽極鐵失去兩個電子成為鐵離子(Fe2+)，鐵離子進入溶液，進一步反應生成腐蝕產物。陰極得到陽極鐵失去的電子，並與水中的氧氣發生陰極反應生成的OH－，之後與溶液中的鐵離子反應生成鐵銹［6］。犧牲陽極和外加電流是陰極保護的兩種方式。犧牲陽極的原理是兩種金屬的腐蝕電位不同，常用的犧牲陽極金屬是鋅或鋁塊，以及熱噴鋅或鋅鋁銦合金。外加電流法則是連接被保護金屬與外加直流電源的負極，使金屬電位負移，自腐蝕電流下降，從而使金屬得到保護［9］。
3混凝土抗腐蝕措施研究
防止鋼筋腐蝕的有效措施是保證混凝土的良好質量。在滿足其強度要求的前提下把耐久性放在首位，採用海工高性能混凝土，提高結構的密實度，從而提高其抗滲、抗凍性能，具有良好的膠凝孔結構，減緩腐蝕速度，根本上提高混凝土本身護筋性能［10］。
3．1混凝土配合比優化設計
馬志鳴等［11］做了七組不同配合比的混凝土試件，經過標准養護28天後，取兩個相對側面為試驗用面，其餘四面用環氧樹脂密封，保證硫酸鹽侵蝕為一維擴散。將試件置於海洋暴露試驗區規定區域，用分光光度計法測量不同深度硫酸根離子含量。研究表明，混凝土結構在海洋環境干濕循環作用下，離子侵入速率加快，硫酸根離子的侵蝕程度隨暴露齡期的增加而增加，隨水膠比的增加而減少，當水膠比相同時，以一定量的礦物摻合料代替水泥，可以有效提高混凝土試件的抗硫酸鹽侵蝕性能。
宋立元等［12］對不同水膠比及摻加粉煤灰、硅灰的高性能混凝土的氯離子擴散系數進行試驗研究，設置了5組混凝土試件進行對比試驗。研究表明，適當的水膠比及摻加一定量粉煤灰和硅灰等活性集料能明顯提高海洋混凝土結構抵抗氯離子侵蝕的能力，為混凝土海洋平台結構耐久性評估與設計提供了重要的參考價值。馬保國等［13］研究了在混凝土結構中添加不同礦物摻合料對氯離子滲透能力的抵抗作用，研究表明，在一定范圍內，摻加粉煤灰和硅灰均能提高混凝土的抗氯離子滲透能力，通過壽命預測，抗氯離子滲透能力依次為10%SF＞60%SG＞30%FA＞純硅酸鹽水泥。
3．2提高保護層厚度
海洋對混凝土的各種破壞腐蝕都直接或間接作用於混凝土保護層。保護層是防止鋼筋銹蝕的第一道屏障，必須保證其有足夠的厚度［10］。《海港工程混凝土結構防腐蝕技術規范》規定海水環境鋼筋最小保護層厚度50mm，預應力鋼筋最小保護層厚度75mm，其中浪濺區最小保護層厚度90mm。加大保護層厚度對提高構築物耐久性具有顯著效果。試驗表明:結構的耐久壽命與保護層厚度的平方成正比。當保護層厚度增加到一定程度之後，隨著厚度的增加，耐久壽命將會大幅度提高，但其增加幅度是有一定限度的。當保護層過厚時，將減小截面受壓區高度，降低結構的承載能力;保護層處混凝土受內部鋼筋約束減小，在受力或凍融時裂縫更易開展，有害離子、氣體易侵入，因而達不到增厚保護層的預期作用［11］。
3．3混凝土表面塗層保護
表面塗層是指為了減少或阻斷海洋腐蝕離子向混凝土的滲透擴散，提高構築物的使用壽命，在混凝土表面塗上防腐塗料［15］。世界各國的防腐蝕實踐證明:表面塗層防腐蝕是最有效、最經濟、應用最普遍的方法［16］。混凝土防腐塗料種類繁多，廣泛應用的主要有聚氨酯、環氧樹脂、氯化橡膠和丙烯酸樹脂等，它們都有優良的防腐性能。但其缺點是適應性不強，沒有滿足高性能要求，且揮發性有機物較多，對生態環境構成嚴重威脅，今後環保，高性能，功能化是混凝土防腐塗層發展的重點方向。
4結語
海洋大氣環境中，空氣中相對濕度較大，且海水、鹽霧對鋼鐵具有很強的腐蝕性，因此如何減輕腐蝕的影響和減低維護費用，成為設計和施工中必須考慮的重要問題。且隨著陸地資源的日漸枯竭，開發海洋資源引起世界各國的普遍重視。因此對其相關技術領域的研究刻不容緩，尤其是海洋混凝土耐久性、耐腐蝕性、防腐的防治與控制，都是亟需解決的問題。大量試驗研究表明，改變水膠比，摻加礦物摻合料等措施對提高海洋混凝土護筋性能效果顯著;對於鋼筋防腐蝕，採用防腐塗層，耐腐蝕鋼筋，電化學保護等措施效果顯著。
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B. 混凝土防止鋼筋銹蝕的幾種方法

1. 根據復混凝土構件使用環境，設計制人應做到是否進行構件的抗裂核算；
2. 根據混凝土構件使用環境，設計圖紙應明確按混凝土設計規范關於耐久性規定的保護層厚度；
3. 施工用的混凝土各種材料（包括水）質量應符合要求；水灰比符合規范關於耐久性規定的限制;
4. 施工中不得摻入氯鹽等含腐蝕成分的抗凍劑或含腐蝕成分的外加劑；
5. 施工用養護構件的水質應符合混凝土用水要求；
6. 施工鋼筋的保護層厚度符合圖紙要求。
7. 現場鋼筋堆放，下面架空，上面防雨覆蓋。

C. 用什麼能阻止混凝土水泥里的鋼筋生銹

預防鋼筋銹蝕的措施 1.保證外層商品混凝土的質量。商品混凝土的高鹼度可使鋼筋表面形成鈍化膜，對鋼筋有保護作用，商品混凝土的保護層可以阻止外界腐蝕介質、氧氣和水分的滲入，保護作用的效果與商品混凝土的密實度和保護層的厚度有著密切的相關，適當加大保護層厚度是提高商品混凝土結構耐久性延長商品混凝土結構使用壽命的重要措施。提高商品混凝土的密實度可以從以下幾個方面著手： (1)優選水泥品種，通常情況，低水化熱和含鹼量低的水泥較適宜，不宜選用早強的水泥，可選用硅酸鹽水泥，普通硅酸鹽水泥。 (2)控制水灰比和水泥用量，降低商品混凝土拌合用水量，可以提高商品混凝土的密實度、降低商品混凝土的孔隙率，但如果純粹的降低用水量，商品混凝土的工作性能將隨之降低，同樣造成商品混凝土的不密實，甚至出現蜂窩等現象。控制商品混凝土材料的水灰比對鋼筋銹蝕有著重要的影響，控制水泥用量是為了保證商品混凝土的密實性，通常規定不能低於最小用量，但水泥用量過多，會引起收縮和水化熱過大而引起開裂。 (3)選用高性能商品混凝土、自密實商品混凝土，有條件時，商品混凝土宜採用有利於提高商品混凝土結構耐久性的高性能商品混凝土和自密實商品混凝土等。 2.使用性能良好的外加劑。鋼筋商品混凝土的外加劑主要有減水劑、引氣劑和阻銹劑，嚴格控制這三種外加劑的質量對防治鋼筋銹蝕有重要的作用。減水劑盡可能採用高效減水劑，在商品混凝土中摻人了減水荊後，可以改善商品混凝土的和易性，便於澆築和振搗，在保證流動性和不變更水量的條件下，可以減少用水量，從而提高商品混凝土的抗滲性，增加鋼筋的抗腐蝕性。摻人引氣劑，可在商品混凝土攪拌過程引入大量分布均勻的微小氣泡，以減少商品混凝土拌合物的泌性質，硬化後大量均勻分布的封閉氣泡切斷了商品混凝土中的毛細管滲水通道，使商品混凝土抗滲性顯著提高，從而提高了抑制水分、空氣、化學介質和外界環境中氯離子等的侵蝕。阻銹劑在拌制商品混凝土時適量加入，鋼筋阻銹劑的作用是鋼筋鈍化膜被破壞時能夠自行再生，自動維持，從而避免鋼筋腐蝕，提高鋼筋抗銹蝕的能力。 3.加強對鋼筋商品混凝土建築的日常維護做好建築結構的日常維護和保護工作，對結構的耐久性現狀進行定期檢查和評價，積累檢測資料，及時分析處理，對結構出現的早期劣化現象應及時進行維修，使商品混凝土保護層和建築工程的內、外牆的粉刷保持完好，避免商品混凝土受到有害環境物質的污染和侵蝕。

D. 如何防止水泥柱子裡面的鋼筋生銹

1、按規范要求混凝土柱是不能出現攪拌不均造成內空等情況的,每根柱子在澆築時有監理回單位的監督,澆築後答都有國家質檢部門的監督。2、一般房屋的混凝土柱只要外面的混凝土保護層厚度達標,就不會出現鋼筋銹蝕的情況。3、在特殊工程中比如說橋梁工程,碼頭,堤壩等會採用一些防止混凝土中的鋼筋銹蝕的措施,目前的防銹措施主要有防銹塗層法、陰極保護法、惰化鋼筋法和防銹水泥混凝土等方法。塗層法主要包括水泥混凝土表面塗層、水泥混凝土表面聚合物浸漬、鋼筋表面塗層等, 這類方法主要通過設置緻密層切斷氯離子或其他侵蝕介質到達鋼筋表面的路徑從而達到防止鋼筋腐蝕的目的

E. 如何預防鋼筋混凝土的海水腐蝕，（科普防潮堤

工程用防腐措施包括塗層保護、混凝土摻入鋼筋阻銹劑、 陰極保護措施、 採用高性能混凝土聚合物混凝土、混凝土周圍包覆或塗覆 層防腐隔離層等
（1）塗層保護由於數塗料均石油化工衍物易於斷裂 防腐蝕壽命限 優質配套塗料壽命約 5～10 間重防腐塗料般 使用 15 或 20
（2）鋼筋阻銹劑受氯離主氣態、固態介質作用鋼筋混凝土構件 混凝土摻入鋼筋阻銹劑阻止或減緩鋼筋 銹蝕混凝土摻入鋼筋阻銹劑施工便造價 高效良所工程廣泛採用
（3）陰極保護措施外加電流陰極保護運行維護工作量需要外加電源於鹽鹼腐蝕嚴重基礎接極採用犧牲陽極陰極保護措施需要外加電源 適合線路工程並且防腐效
（4）高性能混凝土目前高性能混凝土已廣 泛應用於離岸結構、水工結構、跨度橋梁、高層高性能混凝土澆注基礎陰極保護高性能混凝土已列入家行業標准《海港工程混凝土結構防腐蝕技術規范》JTJ275－2000 作基本防腐蝕措施該工藝造價較低施工便防腐效 優良於防治鋼筋混凝土腐蝕種合理行措施
（5）聚合物混凝土聚合物混凝土用於製作化工廠污水管道、耐腐蝕坪框架結構 海工建築物及使用腐蝕性土壤管、 樁設備基礎等 材料價格高所基礎混凝土全 部採用聚合物混凝土則費用幅度增加非經濟般用於腐蝕嚴重 鐵塔基礎表面隔離層底板墊層
（6）隔離層主要採用漿砌塊石、陰極保護鋼板護套、聚合物混凝土等 材料制防腐隔離層採用機塗覆層等措施

F. 防止混凝土中鋼筋腐蝕的主要措施有

防止混凝土中鋼筋腐蝕的拍悶主要措施有以下幾種：

1. 使用高性能混凝土：採用高性能混凝土可以降低水泥含量，從而降低鹼度，使得鋼筋不易被侵蝕。

2. 加強覆蓋層厚度：增加混凝土保護層的厚度可以有效地防止氧氣和水分進入到鋼筋表面，從而延緩或避免了鋼筋銹蝕。

3. 選用耐久性好的鋼材：選擇具有良好耐襲盯彎久性、抗銹蝕能力強的鋼材作為建築結構中使用的鋼筋。

4. 停止使用含鹽酸等化學物質進行清洗：這些化學物質會破壞混凝土表面保護層，並且還會導致更多的水分滲透到內部，加速了鋼筋銹蝕。

5. 完善排水系統：在設計和施工過程中應該考慮完善排水系統則禪，及時將雨水、地下水等排出去。這樣可以有效地降低環境濕度和酸鹼值，從而延緩鋼筋銹蝕的速度。

G. 鋼筋防銹的方法

1、水泥基層塗法：採用水泥砂漿塗覆鋼筋是最簡潔的方法。但因水泥砂漿層不可能緻密，加之塗層薄，在大氣中很快被碳化等原因，故不能對鋼筋提供有效保護。試驗表明，在潮濕大氣中，用水泥砂漿塗覆的鋼筋，在一個月之後便出現銹蝕現象。在水泥中添加有機膠料能改善砂漿的坑裂性、提高緻密性，但影響與混凝土的粘結力和耐久性。
2、環氧樹脂塗層：試驗與經驗表明，通常市銷塗料、油漆、各類油脂等均不宜用於S塗復鋼筋。主要是均明顯降低與鋼筋或與混凝土的粘結力。環氧樹脂類塗層稍好，但價格貴，現場施工也不方便。
3、鋼鐵防銹水：防銹水是鋼鐵在工序間短期防銹的理想產品，它可以使鋼鐵表面形成一層緻密而且透明的鈍化膜，從而減緩了腐蝕介質對金屬的腐蝕速度。
4、鋼筋阻銹劑：鋼筋阻銹劑是一種高效鋼筋阻銹劑，摻入混凝土中可以阻止或延緩鋼筋銹蝕，從而延長結構壽命。
5、砼包裹法：灌制低標號混凝土將鋼筋包裹在內，也是保護鋼筋的途徑之一，加入鋼筋阻銹劑更能確保長期的防銹性。但本方法的缺點也是明顯的——再行施工時必須將低標號混凝土全部清除。
6、封存法：將裸露的鋼筋置於特製的封套內，內部置入鋼筋阻銹劑、抑氧劑、吸濕劑等，可達到預期的防銹目的，並可根據封存期的長短要求選擇設計封存形式及葯劑用量。到期後啟封便可進行土建施工。
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H. 防止混凝土中鋼筋銹蝕的主要措施是

增加保護層厚度，可以推遲由碳化引起的鋼筋銹蝕，還可以減緩氧氣擴散，減慢由氧氣擴散控制的鋼筋銹蝕，同時還可以減緩氯離子在混凝土中的滲透量。

適當增加混凝土的攪拌時間和振搗力度等方法最大限度提高混凝土的密實度，降低混凝土的孔隙率，減緩混凝土的碳化速度，減緩有害離子的傳遞速度甚至可以阻止有害離子的擴散。

控制混凝土中的最大水灰比和最小水泥用量，在混凝土中摻入適宜的減水劑，減小混凝土中水的含量。

(8)水下砼中鋼筋如何保護不銹擴展閱讀：

注意事項：

混凝土的結構會受鋼筋銹蝕與混凝土的凍融循環影響而損傷。鋼筋銹蝕時，銹跡擴展使混凝土開裂並造成鋼筋與混凝土間的結合力喪失。當水穿透混凝土表面進入內部時，凝結的水分體積受凍膨脹，經反復的凍融循環，使混凝土產生裂縫且不斷加深，使混凝土壓碎並對混凝土造成永久不可逆損傷。

在潮濕寒冷條件下，對於鋼筋混凝土路面、橋梁等可能採用除冰鹽的建築結構物，使用環氧樹脂鋼筋或熱浸電鍍、不銹鋼鋼筋等作為加強筋。

混凝土中的孔隙水一般是鹼性的，惰性鋼筋（pH＞11）不會發生銹蝕。空氣中的CO2與水泥中的鹼反應使孔隙水更加酸性，從而降低pH值。從構件製成起，CO2便會碳酸化混凝土且不斷加深。若構件開裂，空氣中的CO2會更易進入混凝土內部。

參考資料來源：網路-混凝土中鋼筋腐蝕的防護與修復

I. 混凝土中鋼筋防銹的最有效措施是什麼

在混凝土中添加遷移型緩蝕劑，國外現在已經普及，國內應用的也比較多了。主內要原理就是容該類緩蝕劑可以分散在混凝土中，長期不斷的向鋼筋表面遷移，作用於鋼筋表層，形成鈍化膜。達到長期有效的防銹防護，有效期可長達數十年。