混凝土结构腐蚀产生的原因及防治探讨

金东日

（大庆油田生态环境管护公司，黑龙江 大庆 163000）

0 引言

当前混凝土材料结构物是人们生产生活中最常见的结构形式，在广泛的应用中发现混凝土长时间受物理、化学、生物等物质侵蚀，是造成混凝土结构物出现各类病害问题的主要原因。造成混凝土腐蚀的原因是多种多样的，只有在实际应用中不断积累引发腐蚀性病害的原因才能有针对性的制定预防治策略。下文中作者总结了几点最常见的引发混凝土腐蚀病害的原因，并相应的制定防治措施。

1 混凝土结构腐蚀产生的原因

1.1 碱集料反应

混凝土是指以水泥为胶凝材料与石子、砂、外加剂等掺合料，按适当比例拌制，拌合集料中的某些碱活性成分（活性氧化硅、氧化铝等）于混凝土微孔中的碱性溶液发生化学反应，反应物质发生体积膨胀，内应力增加导致混凝土出现开裂。再加上阳光、雨水等自然气候侵蚀就会加速混凝土的破坏，最终破坏混凝土的耐久性。

1.2 碳化作用

混凝土碳化作用是一种化学腐蚀，其发生过程是空气中的二氧化碳气易溶于水，水通过硬化混凝土的微孔渗入与其中与水泥水化产生的氢氧化钙反生反应，生成碳酸钙和水。这种酸碱中和反应导致混凝土的碱性下降，而钢筋在碱性环境中表面会形成一层钝化膜，一旦碱性环境受到破坏钝化膜就会逐渐消失，钢筋就会容易锈蚀，不仅会影响钢筋的耐久性仿，也会影响钢筋与混凝土的粘接性最终影响混凝土结构物的耐久性。

1.3 氯离子等侵蚀

氯离子进入混凝土结构并产生腐蚀性主要通过两种途径。一种是混凝土原材料中氯离子含量超标比如外加剂、拌和用水或海砂等材料中都可能含有水溶性的氯化物，这些物质对钢筋的腐蚀性很强。另外一种途径是混凝土结构物使用环境中的氯离子经过微观渗透，进入混凝土内部。混凝土虽然是一种相对密实性的物质，但也有空隙，如果是用于海水和工业化建筑的混凝土结构，氯离子侵蚀是最常见的腐蚀性物质。

1.4 表面生物侵蚀

污水管道环境中，微生物的新陈代谢产生的磷酸柠檬酸等石混凝土发生腐蚀破坏的主要原因。不仅会导致混凝土疏松、脱落，进一步的渗透也会腐蚀钢筋，最终削减混凝土的服役寿命。

1.5 冻融循环

混凝土构件如果长期处于高湿低温的环境中，水分从微孔渗入混凝土内部，在0℃以下时混凝土中的水分结成冰就会发生膨胀作用，当温度上升到0摄氏度以上时冰又会融化，反复这样的冻结融化会造成混凝土严重风化，失去耐久性。

1.6 钢筋腐蚀

混凝土中钢筋除了上面介绍的因为碳化作用、氯化物作用产生锈蚀；钢筋还会因为自身化学构成或晶体结构的问题出现钝化膜不连续的情况，从而容易锈蚀。还有一种情况就是钢筋发生氢脆，钢筋锈蚀产生的氢原子在内部扩散被吸收到内部的晶格中去，产生气泡承载后就容易发生脆断。

2 防治混凝土结构腐蚀的措施

2.1 预防碱集料反应措施

（1）不采用可能引起碱集料反应的集料。混凝土原材料中的活性物质和矿物成分是容易与碱性物质发生碱集料反应的重要因素。因此要预防混凝土碱集料反应，要注意原材料应该在选择无反应活性的集料。混凝土原材料依照相应规范进行碱集料试验检测，检测结果符合碱活性要求才能用于混凝土施工[1]；

（2）采用低碱性水泥。水泥中的碱性物质是碱集料反应的主要物质，因此混凝土要选择含碱量低的水泥。随着国家建筑规范标准健全，已经对应用到各个建筑工程的水泥含碱量做了明确的规定。我国水泥国标规定含碱量小于等于0.6%的为低碱水泥，含碱量为0.6%～0.8%的为中碱水泥，含碱量大于等于0.8%的为高碱水泥；

（3）混凝土中加入掺合料降低混凝土碱性。混凝土中掺入粉煤灰、矿渣等掺合料降低混凝土碱性，抑制碱集料反应发生。

2.2 预防混凝土碳化措施

（1）提升水泥混凝土的抗渗性能。水泥混凝土抗渗性能增加就会减小二氧化碳深入渗透的几率。一般情况下混凝土抗渗性能越好，碳化速度就越慢。提升混凝土抗渗性能首先保证配合比科学合理，符合设计要求的情况下，致密性好、均匀稳定、气泡小；其次，混凝土集料颗粒级配搭配合理，同时水泥选择细度合格、水化热低的水泥产品，抗渗性能有保障。最后就是施工中注意按照施工要求振捣防止气泡产生，认真养护防止表面干缩；

（2）注意水泥品种、掺和料品种。水泥水化作用生成的Ca（OH）2决定混凝土碳化速度，生成Ca（OH）2多混凝土碳化速度慢。水泥中熟料含量多、掺合料少的碱性就会高，这类水泥碳化速度就慢。掺合料中粉煤灰、煤矸石比掺等量的矿渣拌合的混凝土碳化快，总之选择水泥、外加剂、掺和料要注意其性能；

（3）增加钢筋混凝土保护层厚度，显而易见这是为了增加二氧化碳渗入到钢筋表面的时间。

2.3 预防氯离子侵蚀

首先加强原材料检测，防止氯化物超标的原材料被用于施工；其次对于用于特殊环境的混凝土比如工业建筑、长时间接触海水的建筑物等，要做好防护，可以采用刷防护漆等阻断措施。

2.4 预防混凝土表面生物腐蚀

预防混凝土表面生物腐蚀较好的办法在混凝土结构物表面涂防腐材料如聚氨酯、氟树脂类涂层阻断混凝土与腐蚀性物质接触。还可以在表面贴防护层比如包裹玻璃纤维布，再涂上沥青层等。

2.5 预防混凝土冻融的措施

首先根据使用环境得具体情况选择性能合适的水泥、集料和外加剂，保证原材料耐久性符合要求；其次科学试配混凝土配合比，试验条件一定要根据结构类型所处的环境条件制定参数；可以通过适当降低水灰比的办法提升混凝土抗冻融性，因为水泥水化所需水分一般为其重量的25%左右，水量增加，多余的水处于游离状态易受冻胀破坏；再次，可以采用加外加剂的方法，比如掺入引气剂等；最后通过人为改变建筑环境的措施，避免混凝土冻融产生。

2.6 钢筋防腐蚀措施

首先混凝土受到腐蚀都会影响到内部钢筋，因此对于混凝土防腐蚀措施也是保护钢筋的必要措施。其次对于重点工程或处于腐蚀性环境的工程可以采用耐腐蚀钢筋，比如低合金钢筋、涂层钢筋、包铜钢筋、镀锌钢筋等。最后可以在混凝土中加入阻锈剂或者采用阴极保护的措施。阴极保护是一种电化学保护方法，通过使钢筋表面不再放出自由电子来控制钢筋的阳极反应。

3 结语

以上是在工程建设中常见的混凝土腐蚀产生的原因和处理措施希望能为有需要的同行提供一些帮助。