水下砼中钢筋如何保护不锈

A. 海工混凝土钢筋腐蚀和防护措施

1海工混凝土钢筋的破坏机理
研究海洋环境下混凝土中钢筋的腐蚀问题，首先需要清楚其破坏原因和机理，才能有针对性的对钢筋耐腐蚀性能进行相关的试验研究，找准研究方向，得出有用的研究成果，对后续的试验研究提供理论依据。海水成分复杂，含有多种游离态的离子，虽然其含量不高，但混凝土结构长时间暴露在这种环境下，其影响不容忽视。其中最主要的破坏离子就是SO2－4和Cl－。首先对于混凝土结构，抗渗性能远不及天然石材，虽然宏观上与天然石材区别不大，但在微观上，混凝土表面有很多的微观孔隙［1］。
因此，在海洋环境下，各种游离态的离子通过孔隙渗透到混凝土内部，与其中的Ca2－、Al3+等成分发生化学反应，从而使其耐久性和耐腐蚀性降低，最终导致结构破坏。其次对于钢筋的腐蚀破坏，主要是氯离子引起的，其通过毛细管、扩散、对流、渗透等方式侵入混凝土结构，扩散是最主要的侵入方式［2］。当其浓度到达一定的临界值后，从而引起钢筋的锈蚀。
1混凝土耐久性的研究是一个十分重要而又迫切需要解决的问题，特别是位于沿海及近海地区的混凝土结构，由于海洋环境对混凝土的腐蚀，尤其是钢筋的锈蚀造成的结构早期损坏，已成为工程中的主要问题［3］。目前，对于提高海洋环境下混凝土中钢筋的耐腐蚀性能，防止钢筋腐蚀的技术措施有许多种，可归纳为两大类。其一是提高混凝土自身的防护能力，增加混凝土的抗腐蚀能力，如高密实、抗裂混凝土;其二被称作“附加措施”，主要包括:钢筋阻锈剂、悔余混凝土外涂层、特种钢筋(如环氧涂层钢筋、不锈钢筋等)、阴极保护等。
2钢筋防腐蚀措施研究
2．1钢筋阻锈剂
钢筋阻锈剂是指一种加入到混凝土中或涂刷在其表面，能有效延缓或阻止腐蚀发生的化学物质。其主要是由酯胺混合液和醇胺混合物等高分子的阳极型阻锈材料组成，作用机理是通过氯化铁原子可以使钢筋表面形成致密的氧化铁钝化膜，或吸附在其表面形成阻碍层，阻止阳极反应的发生，使钢筋长期处于钝态，其保护层得到最大限度地提高和保持，同时防止氯盐、镁盐的侵蚀，使腐蚀速度大幅度降低［4］。钢筋阻锈剂主要优点如下:使用寿命长，能满足50年以上混凝土结构设计寿命要求;与涂层钢筋、特种钢筋、阴极保护等措施相比，花费最少，经济实用，且施工简单，方便，节省劳动力，寿命期内不需维护，经济效果最优;适用范围广［5］。
2．2特种钢筋
阻止氯离子对钢筋的腐蚀的有效措施之一，就是在钢筋表面进行涂层处理。目前环氧树脂涂层钢筋在国内外应用广泛。环氧树脂涂层钢筋有很好的耐蚀性，但与混凝土的粘结强度明显降低，适用于处在潮湿环境或侵蚀性介质中的工业与民用房屋、一般构筑物及道路、桥梁、港口，码头等钢筋混凝土结构中。经国内外的大量研究和多年的工程应用表明，采用这种钢筋能有效地防止处于恶劣环境下的钢筋腐蚀，从而大大提高工程结构的耐久性。环氧树脂涂层被誉为钢筋防腐卫士，其具有化学稳定性高，不与酸、碱等反应，延性大、干缩小等特点，与金属表面的粘着性好，在钢筋表面起到了阻隔钢筋与外界电流接触的功能［6］。
试验表明，另一种有效方法是提高钢筋自身耐腐蚀性能。耐腐蚀钢筋在混凝土结构中的使用还是一个相对较新的课题，目前主要有不锈钢筋和纤维塑料筋两种。做前蚂各种钢筋中，不锈钢筋的耐腐蚀性能最好的，还具有强度高、耐久性好、使用方便，施工简单等特点，大大延长了结构的使用寿命，但是价格昂贵，成本略有增加。目前奥氏体不锈钢和铁素体不锈钢因其高强度被广泛应用于混凝土结构中，当作为预应力筋使用时，其强度可达835MPa，作为普通钢筋使用时，其强度亦可达700MPa［7］。纤维塑料筋是指由玻璃纤维、碳纤维及阿拉米德纤维等多股连续纤维，采用聚酰胺树脂、聚乙烯树脂、环氧树脂等基底材料，通过胶合，后经过挤压、拉拔成型的特殊材料［8］。纤维塑料筋的主要优点有:抗拉强度高、抗腐蚀性能良好、密纯埋度小。但其也存在弹性模量小、脆性大、抗剪强度低和与混凝土之间粘结力小等缺点。
2．3阴极保护
电化学保护是使金属极化至腐蚀免疫区或钝化区而得到保护［9］。钢筋腐蚀时将会同时发生失电子的阳极反应和得电子的阴极反应。发生反应时，阳极铁失去两个电子成为铁离子(Fe2+)，铁离子进入溶液，进一步反应生成腐蚀产物。阴极得到阳极铁失去的电子，并与水中的氧气发生阴极反应生成的OH－，之后与溶液中的铁离子反应生成铁锈［6］。牺牲阳极和外加电流是阴极保护的两种方式。牺牲阳极的原理是两种金属的腐蚀电位不同，常用的牺牲阳极金属是锌或铝块，以及热喷锌或锌铝铟合金。外加电流法则是连接被保护金属与外加直流电源的负极，使金属电位负移，自腐蚀电流下降，从而使金属得到保护［9］。
3混凝土抗腐蚀措施研究
防止钢筋腐蚀的有效措施是保证混凝土的良好质量。在满足其强度要求的前提下把耐久性放在首位，采用海工高性能混凝土，提高结构的密实度，从而提高其抗渗、抗冻性能，具有良好的胶凝孔结构，减缓腐蚀速度，根本上提高混凝土本身护筋性能［10］。
3．1混凝土配合比优化设计
马志鸣等［11］做了七组不同配合比的混凝土试件，经过标准养护28天后，取两个相对侧面为试验用面，其余四面用环氧树脂密封，保证硫酸盐侵蚀为一维扩散。将试件置于海洋暴露试验区规定区域，用分光光度计法测量不同深度硫酸根离子含量。研究表明，混凝土结构在海洋环境干湿循环作用下，离子侵入速率加快，硫酸根离子的侵蚀程度随暴露龄期的增加而增加，随水胶比的增加而减少，当水胶比相同时，以一定量的矿物掺合料代替水泥，可以有效提高混凝土试件的抗硫酸盐侵蚀性能。
宋立元等［12］对不同水胶比及掺加粉煤灰、硅灰的高性能混凝土的氯离子扩散系数进行试验研究，设置了5组混凝土试件进行对比试验。研究表明，适当的水胶比及掺加一定量粉煤灰和硅灰等活性集料能明显提高海洋混凝土结构抵抗氯离子侵蚀的能力，为混凝土海洋平台结构耐久性评估与设计提供了重要的参考价值。马保国等［13］研究了在混凝土结构中添加不同矿物掺合料对氯离子渗透能力的抵抗作用，研究表明，在一定范围内，掺加粉煤灰和硅灰均能提高混凝土的抗氯离子渗透能力，通过寿命预测，抗氯离子渗透能力依次为10%SF＞60%SG＞30%FA＞纯硅酸盐水泥。
3．2提高保护层厚度
海洋对混凝土的各种破坏腐蚀都直接或间接作用于混凝土保护层。保护层是防止钢筋锈蚀的第一道屏障，必须保证其有足够的厚度［10］。《海港工程混凝土结构防腐蚀技术规范》规定海水环境钢筋最小保护层厚度50mm，预应力钢筋最小保护层厚度75mm，其中浪溅区最小保护层厚度90mm。加大保护层厚度对提高构筑物耐久性具有显著效果。试验表明:结构的耐久寿命与保护层厚度的平方成正比。当保护层厚度增加到一定程度之后，随着厚度的增加，耐久寿命将会大幅度提高，但其增加幅度是有一定限度的。当保护层过厚时，将减小截面受压区高度，降低结构的承载能力;保护层处混凝土受内部钢筋约束减小，在受力或冻融时裂缝更易开展，有害离子、气体易侵入，因而达不到增厚保护层的预期作用［11］。
3．3混凝土表面涂层保护
表面涂层是指为了减少或阻断海洋腐蚀离子向混凝土的渗透扩散，提高构筑物的使用寿命，在混凝土表面涂上防腐涂料［15］。世界各国的防腐蚀实践证明:表面涂层防腐蚀是最有效、最经济、应用最普遍的方法［16］。混凝土防腐涂料种类繁多，广泛应用的主要有聚氨酯、环氧树脂、氯化橡胶和丙烯酸树脂等，它们都有优良的防腐性能。但其缺点是适应性不强，没有满足高性能要求，且挥发性有机物较多，对生态环境构成严重威胁，今后环保，高性能，功能化是混凝土防腐涂层发展的重点方向。
4结语
海洋大气环境中，空气中相对湿度较大，且海水、盐雾对钢铁具有很强的腐蚀性，因此如何减轻腐蚀的影响和减低维护费用，成为设计和施工中必须考虑的重要问题。且随着陆地资源的日渐枯竭，开发海洋资源引起世界各国的普遍重视。因此对其相关技术领域的研究刻不容缓，尤其是海洋混凝土耐久性、耐腐蚀性、防腐的防治与控制，都是亟需解决的问题。大量试验研究表明，改变水胶比，掺加矿物掺合料等措施对提高海洋混凝土护筋性能效果显著;对于钢筋防腐蚀，采用防腐涂层，耐腐蚀钢筋，电化学保护等措施效果显著。
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B. 混凝土防止钢筋锈蚀的几种方法

1. 根据复混凝土构件使用环境，设计制人应做到是否进行构件的抗裂核算；
2. 根据混凝土构件使用环境，设计图纸应明确按混凝土设计规范关于耐久性规定的保护层厚度；
3. 施工用的混凝土各种材料（包括水）质量应符合要求；水灰比符合规范关于耐久性规定的限制;
4. 施工中不得掺入氯盐等含腐蚀成分的抗冻剂或含腐蚀成分的外加剂；
5. 施工用养护构件的水质应符合混凝土用水要求；
6. 施工钢筋的保护层厚度符合图纸要求。
7. 现场钢筋堆放，下面架空，上面防雨覆盖。

C. 用什么能阻止混凝土水泥里的钢筋生锈

预防钢筋锈蚀的措施 1.保证外层商品混凝土的质量。商品混凝土的高碱度可使钢筋表面形成钝化膜，对钢筋有保护作用，商品混凝土的保护层可以阻止外界腐蚀介质、氧气和水分的渗入，保护作用的效果与商品混凝土的密实度和保护层的厚度有着密切的相关，适当加大保护层厚度是提高商品混凝土结构耐久性延长商品混凝土结构使用寿命的重要措施。提高商品混凝土的密实度可以从以下几个方面着手： (1)优选水泥品种，通常情况，低水化热和含碱量低的水泥较适宜，不宜选用早强的水泥，可选用硅酸盐水泥，普通硅酸盐水泥。 (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实度、降低商品混凝土的孔隙率，但如果纯粹的降低用水量，商品混凝土的工作性能将随之降低，同样造成商品混凝土的不密实，甚至出现蜂窝等现象。控制商品混凝土材料的水灰比对钢筋锈蚀有着重要的影响，控制水泥用量是为了保证商品混凝土的密实性，通常规定不能低于最小用量，但水泥用量过多，会引起收缩和水化热过大而引起开裂。 (3)选用高性能商品混凝土、自密实商品混凝土，有条件时，商品混凝土宜采用有利于提高商品混凝土结构耐久性的高性能商品混凝土和自密实商品混凝土等。 2.使用性能良好的外加剂。钢筋商品混凝土的外加剂主要有减水剂、引气剂和阻锈剂，严格控制这三种外加剂的质量对防治钢筋锈蚀有重要的作用。减水剂尽可能采用高效减水剂，在商品混凝土中掺人了减水荆后，可以改善商品混凝土的和易性，便于浇筑和振捣，在保证流动性和不变更水量的条件下，可以减少用水量，从而提高商品混凝土的抗渗性，增加钢筋的抗腐蚀性。掺人引气剂，可在商品混凝土搅拌过程引入大量分布均匀的微小气泡，以减少商品混凝土拌合物的泌性质，硬化后大量均匀分布的封闭气泡切断了商品混凝土中的毛细管渗水通道，使商品混凝土抗渗性显著提高，从而提高了抑制水分、空气、化学介质和外界环境中氯离子等的侵蚀。阻锈剂在拌制商品混凝土时适量加入，钢筋阻锈剂的作用是钢筋钝化膜被破坏时能够自行再生，自动维持，从而避免钢筋腐蚀，提高钢筋抗锈蚀的能力。 3.加强对钢筋商品混凝土建筑的日常维护做好建筑结构的日常维护和保护工作，对结构的耐久性现状进行定期检查和评价，积累检测资料，及时分析处理，对结构出现的早期劣化现象应及时进行维修，使商品混凝土保护层和建筑工程的内、外墙的粉刷保持完好，避免商品混凝土受到有害环境物质的污染和侵蚀。

D. 如何防止水泥柱子里面的钢筋生锈

1、按规范要求混凝土柱是不能出现搅拌不均造成内空等情况的,每根柱子在浇筑时有监理回单位的监督,浇筑后答都有国家质检部门的监督。2、一般房屋的混凝土柱只要外面的混凝土保护层厚度达标,就不会出现钢筋锈蚀的情况。3、在特殊工程中比如说桥梁工程,码头,堤坝等会采用一些防止混凝土中的钢筋锈蚀的措施,目前的防锈措施主要有防锈涂层法、阴极保护法、惰化钢筋法和防锈水泥混凝土等方法。涂层法主要包括水泥混凝土表面涂层、水泥混凝土表面聚合物浸渍、钢筋表面涂层等, 这类方法主要通过设置致密层切断氯离子或其他侵蚀介质到达钢筋表面的路径从而达到防止钢筋腐蚀的目的

E. 如何预防钢筋混凝土的海水腐蚀，（科普防潮堤

工程用防腐措施包括涂层保护、混凝土掺入钢筋阻锈剂、 阴极保护措施、 采用高性能混凝土聚合物混凝土、混凝土周围包覆或涂覆 层防腐隔离层等
（1）涂层保护由于数涂料均石油化工衍物易于断裂 防腐蚀寿命限 优质配套涂料寿命约 5～10 间重防腐涂料般 使用 15 或 20
（2）钢筋阻锈剂受氯离主气态、固态介质作用钢筋混凝土构件 混凝土掺入钢筋阻锈剂阻止或减缓钢筋 锈蚀混凝土掺入钢筋阻锈剂施工便造价 高效良所工程广泛采用
（3）阴极保护措施外加电流阴极保护运行维护工作量需要外加电源于盐碱腐蚀严重基础接极采用牺牲阳极阴极保护措施需要外加电源 适合线路工程并且防腐效
（4）高性能混凝土目前高性能混凝土已广 泛应用于离岸结构、水工结构、跨度桥梁、高层高性能混凝土浇注基础阴极保护高性能混凝土已列入家行业标准《海港工程混凝土结构防腐蚀技术规范》JTJ275－2000 作基本防腐蚀措施该工艺造价较低施工便防腐效 优良于防治钢筋混凝土腐蚀种合理行措施
（5）聚合物混凝土聚合物混凝土用于制作化工厂污水管道、耐腐蚀坪框架结构 海工建筑物及使用腐蚀性土壤管、 桩设备基础等 材料价格高所基础混凝土全 部采用聚合物混凝土则费用幅度增加非经济般用于腐蚀严重 铁塔基础表面隔离层底板垫层
（6）隔离层主要采用浆砌块石、阴极保护钢板护套、聚合物混凝土等 材料制防腐隔离层采用机涂覆层等措施

F. 防止混凝土中钢筋腐蚀的主要措施有

防止混凝土中钢筋腐蚀的拍闷主要措施有以下几种：

1. 使用高性能混凝土：采用高性能混凝土可以降低水泥含量，从而降低碱度，使得钢筋不易被侵蚀。

2. 加强覆盖层厚度：增加混凝土保护层的厚度可以有效地防止氧气和水分进入到钢筋表面，从而延缓或避免了钢筋锈蚀。

3. 选用耐久性好的钢材：选择具有良好耐袭盯弯久性、抗锈蚀能力强的钢材作为建筑结构中使用的钢筋。

4. 停止使用含盐酸等化学物质进行清洗：这些化学物质会破坏混凝土表面保护层，并且还会导致更多的水分渗透到内部，加速了钢筋锈蚀。

5. 完善排水系统：在设计和施工过程中应该考虑完善排水系统则禅，及时将雨水、地下水等排出去。这样可以有效地降低环境湿度和酸碱值，从而延缓钢筋锈蚀的速度。

G. 钢筋防锈的方法

1、水泥基层涂法：采用水泥砂浆涂覆钢筋是最简洁的方法。但因水泥砂浆层不可能致密，加之涂层薄，在大气中很快被碳化等原因，故不能对钢筋提供有效保护。试验表明，在潮湿大气中，用水泥砂浆涂覆的钢筋，在一个月之后便出现锈蚀现象。在水泥中添加有机胶料能改善砂浆的坑裂性、提高致密性，但影响与混凝土的粘结力和耐久性。
2、环氧树脂涂层：试验与经验表明，通常市销涂料、油漆、各类油脂等均不宜用于S涂复钢筋。主要是均明显降低与钢筋或与混凝土的粘结力。环氧树脂类涂层稍好，但价格贵，现场施工也不方便。
3、钢铁防锈水：防锈水是钢铁在工序间短期防锈的理想产品，它可以使钢铁表面形成一层致密而且透明的钝化膜，从而减缓了腐蚀介质对金属的腐蚀速度。
4、钢筋阻锈剂：钢筋阻锈剂是一种高效钢筋阻锈剂，掺入混凝土中可以阻止或延缓钢筋锈蚀，从而延长结构寿命。
5、砼包裹法：灌制低标号混凝土将钢筋包裹在内，也是保护钢筋的途径之一，加入钢筋阻锈剂更能确保长期的防锈性。但本方法的缺点也是明显的——再行施工时必须将低标号混凝土全部清除。
6、封存法：将裸露的钢筋置于特制的封套内，内部置入钢筋阻锈剂、抑氧剂、吸湿剂等，可达到预期的防锈目的，并可根据封存期的长短要求选择设计封存形式及药剂用量。到期后启封便可进行土建施工。
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H. 防止混凝土中钢筋锈蚀的主要措施是

增加保护层厚度，可以推迟由碳化引起的钢筋锈蚀，还可以减缓氧气扩散，减慢由氧气扩散控制的钢筋锈蚀，同时还可以减缓氯离子在混凝土中的渗透量。

适当增加混凝土的搅拌时间和振捣力度等方法最大限度提高混凝土的密实度，降低混凝土的孔隙率，减缓混凝土的碳化速度，减缓有害离子的传递速度甚至可以阻止有害离子的扩散。

控制混凝土中的最大水灰比和最小水泥用量，在混凝土中掺入适宜的减水剂，减小混凝土中水的含量。

(8)水下砼中钢筋如何保护不锈扩展阅读：

注意事项：

混凝土的结构会受钢筋锈蚀与混凝土的冻融循环影响而损伤。钢筋锈蚀时，锈迹扩展使混凝土开裂并造成钢筋与混凝土间的结合力丧失。当水穿透混凝土表面进入内部时，凝结的水分体积受冻膨胀，经反复的冻融循环，使混凝土产生裂缝且不断加深，使混凝土压碎并对混凝土造成永久不可逆损伤。

在潮湿寒冷条件下，对于钢筋混凝土路面、桥梁等可能采用除冰盐的建筑结构物，使用环氧树脂钢筋或热浸电镀、不锈钢钢筋等作为加强筋。

混凝土中的孔隙水一般是碱性的，惰性钢筋（pH＞11）不会发生锈蚀。空气中的CO2与水泥中的碱反应使孔隙水更加酸性，从而降低pH值。从构件制成起，CO2便会碳酸化混凝土且不断加深。若构件开裂，空气中的CO2会更易进入混凝土内部。

参考资料来源：网络-混凝土中钢筋腐蚀的防护与修复

I. 混凝土中钢筋防锈的最有效措施是什么

在混凝土中添加迁移型缓蚀剂，国外现在已经普及，国内应用的也比较多了。主内要原理就是容该类缓蚀剂可以分散在混凝土中，长期不断的向钢筋表面迁移，作用于钢筋表层，形成钝化膜。达到长期有效的防锈防护，有效期可长达数十年。