【摘要】钢筋锈蚀是影响桥涵混凝土结构耐久性的主要因素之一，采取适当措施预防钢筋锈蚀具有很大的经济意义，本文分析了钢筋锈蚀的成因及影响因素，提出了工程施工中预防钢筋锈蚀的可行措施。
【关键词】桥涵混凝土;钢筋锈蚀成因;预防措施
桥涵混凝土中的钢筋主要是提供拉伸和剪切、弯曲等机械强度，但是当钢筋遭到锈蚀破坏时，给混凝土性能带来的不仅仅是机械强度的损失，因为钢筋锈蚀产物的体积比钢筋大2.5-3倍，致使混凝土内产生体积应力，可能导致混凝土产生裂缝、剥落等破坏，因而在诸多影响混凝土耐久性的因素中，钢筋锈蚀位于首位。
我国桥梁混凝土结构中钢筋的锈蚀问题已十分严重，正威胁着结构的安全，我国许多的结构工程项目都有钢筋锈蚀破坏的事例。许多工程达不到设计使用年限，修复就已开始进行。可见，采取适当措施来预防混凝土中钢筋的锈蚀，有着十分重要的经济意义。
１．混凝土中钢筋的锈蚀成因及影响因素
钢筋的锈蚀主要是化学锈蚀和电化学锈蚀。
(1)化学锈蚀
由非电解质溶液或各种干燥气体(例如CO2.S02、O2、CL2、H2S)引起的纯化学性锈蚀，锈蚀时无电流产生，其产物是在钢筋表面氧化形成酥松的氧化物，周围条件干燥时这种锈蚀速度缓慢，但在高温、高湿度的条件下锈蚀速度就很快。
(2)电化学锈蚀
以水为介质的钢筋锈蚀大多是电化学锈蚀，属氧化还原反应。实际上桥涵钢筋混凝土中钢筋的锈蚀是有限体积中的氧化扩散，只要有氧供给阴极，反应就会发生，因此钢筋锈蚀的主要因素之一是锈蚀过程中氧的可供应性，另外，锈蚀还受下列因素影响：
①氯化物
氯化物在一定条件下会导致钢筋锈蚀，而且会使锈蚀持续下去。混凝土中氯化物会因施工需要（如掺氯盐的防冻剂）、工业盐水、海水等向混凝土中的渗透、含氯盐的雨水、浓雾等的污染、冬季钢筋混凝土桥面撒除冰盐等情况下出现。
②PH值
钢筋锈蚀速度会因PH值的增大而显著降低，普通混凝土的PH值达13以上时，钢筋表面形成一层可使钢筋处于钝化状态的致密氧化膜来保护钢筋不会生锈，只有当钢筋处在PH值11.5以下的混凝土时才会生锈。
③碳化
当混凝土中的Ca(OH)：与空气中或水中的CO：反应而碳化时，混凝土的PH值显著降低，这种情况下钢筋已不处于钝化状态，因而有发生锈蚀的可能。但是对于高质量的干燥的或被水饱和的混凝土来说，碳化不会导致钢筋锈蚀。
2.预防钢筋锈蚀的措施分析
防止钢筋锈蚀的技术措施很多，一般可分为以下两类。一是通过提高混凝土的性能来提高其对钢筋的保护能力，比如使用高性能混凝土；二是采取一些附加措施，比如在混凝土外涂层中采用环氧涂覆钢筋、阴极保护和掺加钢筋阻锈剂等。
2.1工程设计和施工中应采取的措施
在钢筋混凝土的工程设计和施工中应尽可能地对钢筋提供保护措施，还应考虑所采取的措施能否良好的实施。
2.1.1规定结构的保护层厚度
受氯化物侵蚀或处在中等湿度条件下的构造物，其防止锈蚀的能力主要取决于混凝土保护层厚度和保护层的抗渗透能力。另外，在满足施工要求的条件下可采用较小水灰比的混凝土作保护层，对防止氯化物等有害离子的渗入也是十分有利的。
2.1.2限制构造物中氯化物的含量
钢筋混凝土中如含有氯离子并达到一定的含量时，将对钢筋产生很显著的锈蚀，同时掺人混凝土的外加剂中常带有一定含量的氯离子，混凝土所用骨料及水也常含有氯化物，即使不在混凝土中掺加氯化物，钢筋混凝土也有可能被组成材料带人氯离子，因此，规定混凝土拌和物中的所有组分都不含氯化物是不现实的，在混凝土中无论氯化物以何种形式存在于何种组分中，发生锈蚀的危险都会随着氯化物含量的增大而增大。但是，外掺到混凝土中的氯化物一般将会因其化合和分散而减小其影响力。而掺入的氯化物将在混凝土内部造成氯离子浓度差而导致钢筋锈蚀。各国在制定规范时对氯化物的含量都有明确的限制。例如，我国《公路桥涵施工技术规范》(JTJ041-2000)中除规定在钢筋混凝上中不得掺用氯盐外，还对钢筋混凝土中氯离子的含量进行了如下严格限制：位于温暖或严寒地区、无侵蚀物质影响、与土直接接触时，氯离子含量不得超过水泥用量的0.3%；位于严寒和海水区域、受侵蚀环境和使用除冰盐的桥涵，氯离子含量不得超过水泥用量的0.15%；从各种组成材料引入的氯盐含量大于上述数值时应采取有效的防锈措施。
2.1.3使用外加剂来提高混凝土的密实度
使用混凝土减水剂、膨胀剂和防水剂以提高混凝土的密实度，增强钢筋混凝土的抗渗透能力，阻碍氯离子等有害物质向混凝土的渗入,这些外加剂近年来被广泛应用于混凝土的防裂抗渗，能显著提高混凝土的抗渗能力，使得混凝土对钢筋具有更好的保护作用。
2.1.4使用钢筋阻锈剂
在钢筋混凝土中掺入阻锈剂可达到阻止或减缓钢筋锈蚀的效果。
2.1.5在混凝土中加入混凝土矿物掺和料使用
微细矿渣粉、硅灰等各种高细度的混凝土矿物掺和料填充混凝土中连通的毛细孔，可以降低碳酸盐的生成速度，提高混凝土的抗渗性，增大混凝土的电阻从而提高混凝土对钢筋的保护能力。
2.2对构造物混凝土表面进行涂覆或渗透处理
主要有如下几种处理方法：
2.2.1聚合物浸渍
使用聚合物单体或共聚物填充硬化混凝土中的孔洞，用聚合物浸渍的混凝土高强、耐久，耐水率极小，对氯离子的渗透有隔绝作用。
2.2.2设置防水膜
氯离子等有害物质向混凝土中渗入要以水为载体，所以在构造物表面设置防水膜能有效隔断有害物质向混凝土中渗入。
2.2.3聚合物混凝土覆盖层
在混凝土保护层外面再覆盖以聚合物作胶结料的保护层，也可以隔绝氯离子向混凝土的渗入。
2.2.4乳液改性混凝土覆盖层
在混凝土中掺入聚合物乳液，如各种丙烯酸酯共聚乳液，可显著提高混凝土的粘结强度和抗拉强度。因为聚合物乳液中的微细粒子能够堵塞混凝土中的毛细孔隙，提高混凝土的抗渗透性，用这种混凝土制作的保护层具有很好的力学性能和耐久性能，且对有害物质的渗入有良好的隔离作用。
2.3钢筋自身防渗性能的提高
通过提高钢筋自身的防渗性能，也是阻止混凝土中钢筋锈蚀的有效方法。一是从钢筋白身成分考虑，如加入少量微量元素，以提高其抗锈蚀能力；二是采取适当的工艺措施在钢筋表面涂刷各种保护层，如镀锌、镀锌铬、涂刷环氧涂层等。
2.4对钢筋施加阴极保护阻止钢筋的锈蚀
给钢筋提供较高的负电压使钢筋的电位处于负极，当用辅助阳极给锈蚀钢筋施加电流时，锈蚀钢筋的电位降低到阳极开路电压之下，这样虽然整个钢筋表面不可能处于等电位状态，但剩余的锈蚀电流极小，可以忽略不计。
2.5杂散电流的预防
杂散电流能够引起混凝土中钢筋的锈蚀，防止这（下转第312页）（上接第241页）类锈蚀的常用方法有两种：一种是“排流措施”，把流入钢筋混凝土中的杂散电流直接从钢筋中引出排掉；二是加强绝缘措施，以提高钢筋与混凝土之间或混凝土本身的电阻。向混凝土拌和物中掺加粉煤灰，对提高混凝土的电阻、防止杂散电流引起的锈蚀也能起到一定的作用。
3.结语
桥涵混凝土中的钢筋因种种原因发生锈蚀后，钢筋的有效断面会减小，钢筋与混凝土之间的粘结力会降低，结构的承载能力会下降；钢筋锈蚀后体积膨胀，使得混凝土产生顺筋胀裂，结构刚度降低，变形增大，甚至会导致保护层开裂、剥落；钢筋锈蚀会在混凝土中产生很大拉向力，并使混凝土承受双向或三向应力。由于钢筋本身受到应力腐蚀，使的结构的延性降低，导致筋锈混凝上结构受到破坏，需进行维修加固，甚至拆除重建。可见，研究桥涵混凝土钢筋锈蚀的预防措施具有重大的经济、技术和安全意义，应当引起公路工程系统的普遍重视。