在常规情况下,混凝土对埋置在其中的钢筋是具有保护作用的,这是因为水泥水化产生的氢氧化钙以及钾、钠等离子的高碱性孔隙液会使钢筋表面钝化形成致密的氧化膜保护层的缘故。但是,由于混凝土碳化造成 pH 降低或者受氯化物侵蚀污染,会破坏钝化膜引起钢筋腐蚀的发生,进而腐蚀产物的积聚产生突发膨胀应力造成混凝土开裂和剥落。

钢筋锈蚀一旦发生,就会成为一种自发的进程,腐蚀量不是线性的递增,经济损失会呈倍迅速增加。针对混凝土结构中钢筋防腐蚀问题,目前已有内掺阻锈剂、使用耐腐蚀钢筋、环氧涂层钢筋、或者采用阴极保护法、再碱化技术、电化学除氯等多种防护和修复技术。欧美地区在此方面的经历表明,混凝土结构损伤再修复的费用比新建的费用大得多,美国土木工程协会(ASCE)的 Sitter 提出五倍定律更好的验证了这一点,即若混凝土结构维护不及时,将导致服役期的维护费用呈建造费用的 5 倍增长。

因为一般的碳化作用或氯化物污染分布范围都较大,如果对钢筋腐蚀已开裂和破坏的混凝结构进行局部修复,即使修复的足够好,那也只能是相对的腐蚀阴极区,其周围的腐蚀依然很大;如果不把钢筋周围的污染源屏蔽的话,修补区也将会形成腐蚀阳极区,对于延长结构的寿命来说不可能是长期的经济的解决办法;唯一能长期地最有效地解决方案就是大量更换混凝土或重新建造。因此,在混凝土结构钢筋腐蚀的问题处理,应是“重防护,轻修复”。

如何在钢筋腐蚀的早期以简单方式及时地使混凝土结构得以防护并有效保证其安全服役寿命是人们一直努力追求的方向和目标。目前混凝土结构中钢筋腐蚀的早期防护措施,主要有添加阻锈剂和钢筋涂层法。使用钢筋涂层可以实现与腐蚀介质隔绝从而起到保护的作用,但在钢筋的运输、加工、存放、绑扎和浇捣混凝土过程中要防止涂层损伤,因而对施工质量及管理水平的要求较高。若出现涂层受损,其局部锈蚀的发生会比普通未处理钢筋更快,换句话说其结构工程质量的关键在于劳务工作人员,多受主观因素控制,因此钢筋涂层法在我国目前应用并不广泛。引入阻锈剂可以有效降低钢筋的腐蚀速率,抑制钢筋腐蚀的发展恶化,是预防和减缓氯离子侵蚀污染混凝土引起的钢筋腐蚀较为实用而简便的方法。因为阻锈剂是一次性使用长期有效、施工简单、且不从根本上改变混凝土自身的性能等优点而被广泛地应用于钢筋混凝土防腐工程中。实践也证明,拌制混凝土拌合物时,引入阻锈剂是预防恶劣环境中钢筋锈蚀的一种经济可靠且长期有效的措施。

钢筋阻锈剂的作用如此之大,有什么方法来评价钢筋阻锈剂的性能是否合格呢?

目前相关标准包括:JGJ/T192-2009《钢筋阻锈剂应用技术规程》、JC/T 1011-2021《混凝土抗侵蚀防腐剂》

钢筋阻锈剂检测性能指标如下图所示:

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