渗透迁移钢筋阻锈剂应用技术|工业腐蚀与防护

张作华

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[复制链接] 只看楼主倒序阅读楼主发表于: 2024-08-14

渗透迁移型钢筋阻锈剂应用技术

赛化云防腐蚀技术总监 51防腐蚀论坛资深版主张作华

钢筋混凝土的荷载强度除了受到水泥标号、密实度、养护时间等诸多的因素影响外，更重要的影响就是增强材料之一的钢筋。钢筋是混凝土的“骨骼”，支撑着各种建筑物的形状和美观；因此，钢筋混凝土建筑物经常被称为“立体的诗”。但是，这种“骨骼”一旦被腐蚀或者生锈，就会破坏“立体诗”的美观度，会对混凝土的强度和建筑物的安全构成威胁。

混凝土中钢筋的腐蚀或者生锈会导致多种危害，‌主要包括减小钢筋的断面积、‌影响混凝土结构的稳定性，‌以及加速混凝土的老化进程。‌‌钢筋的锈蚀会使其断面积减小，‌进而降低其承载能力；‌锈蚀后的钢筋在受到荷载时容易出现局部软化，‌这可能导致混凝土结构的破坏；‌‌钢筋的锈蚀会导致混凝土表面酸碱值发生变化，‌从而破坏混凝土中的水泥石体，‌加快混凝土的老化进程；另外，钢筋锈蚀时，产生的锈蚀物会在混凝土内部发生膨胀，导致混凝土开裂，脱落，直接弱化了混凝土的刚性和强度。‌当钢筋锈蚀严重时，‌其截面积会明显减小，‌导致混凝土结构的稳定性降低，‌对人身及财产安全造成威胁，甚至产生重大的安全事故。所以，混凝土内部钢筋的锈蚀控制和防护至关重要，为了防止钢筋锈蚀，‌可以采取多种措施，‌如提高混凝土致密性，阻止水分及其他污染物进入混凝土内部、‌对钢筋表面刷树脂涂料、使用防锈液浸泡钢筋、将钢筋磷化或者钝化处理形成保护膜等来延缓或阻止钢筋的腐蚀，‌从而保护混凝土结构的安全和稳定性。

以上钢筋腐蚀控制或者防锈方法是混凝土浇筑前的一种预处理方法；对于一些维修及未处理的混凝土内部钢筋腐蚀控制及防锈技术而是通过渗透迁移型钢筋阻锈剂实现的。这种高效的渗透迁移型水泥基钢筋阻锈剂是一种通过涂抹在混凝土结构表面，对混凝土内部的钢筋起到阻锈作用的化学物质。这种阻锈剂在不与钢筋直接接触的情况下，能够在混凝土中渗透扩散到一定的距离，到达钢筋的表面，形成保护膜，阻止或者减缓了钢筋的锈蚀，也能够抑制水及其他污染物或者氯离子的入侵，延长混凝土结构的使用寿命。渗透迁移型钢筋阻锈剂可以在混凝土内部渗透5-8㎝，通过迁移作用被吸附到钢筋表面，形成一层钝化膜，对钢筋阴阳两极同时进行保护，特别适用于已发生锈蚀或未发生锈蚀的钢筋混凝土结构，阻止因氯离子，碳化或者杂散电流等各种原因引起的钢筋腐蚀。渗透迁移型钢筋阻锈剂是盐污染钢筋混凝土结构的一种新材料和新技术，其可以在不影响钢筋混凝土结构正常运行条件下实施混凝土内部钢筋腐蚀控制，对于新建或者维修工程混凝土内部钢筋的防腐蚀处理可以说是一场技术革命，引起了建筑工程界的关注，并显示出广泛的应用优势；但是这种渗透迁移型钢筋阻锈剂的理论研究尚处于初步阶段，更多的技术和应用等待研究人员去开发，挖掘。

渗透迁移型钢筋阻锈剂有两种，一是掺和型（主要添加到混凝土中），一种是液体型（涂刷于混凝土表面）。维修及未预处理的混凝土中的钢筋腐蚀控制大部分采用液体型钢筋阻锈剂，如现浇与预制混凝土结构、预应力混凝土结构、海洋中的钢筋混凝土结构、混凝土桥梁、桥墩，大坝、管桩、轨枕、管道、混凝土杆、冷却塔、烟囱等修复及维护项目工程中的钢筋防锈处理。本文所涉及的多是液体涂装类渗透迁移型钢筋阻锈剂，其主要特点有：
1.渗透性能好，一周内可以渗入混凝土5-8㎝。
2.施工简单，节约劳动力成本。
3.用量少，防锈能力优异。
4.能够扩散迁移到邻近区域并对周围的钢筋形成保护膜，对阴极和阳极区均有保护作用。
5.不影响结构正常运行，无需养护时间，低成本高效益。
6.不含亚硝酸盐，环保无毒，不影响混凝土的各种属性，不影响混凝土对钢筋的握裹力。其性能如下表：
项目    参数
黏度（KU）    20-50
施工温度及防腐    0-50℃
盐水浸渍试验    钢筋无锈蚀
电化学加速试验    钢筋无锈蚀
60次干湿冷热试验    钢筋无锈蚀
抗压强度    提高10%以上
抗渗性    提高20%
氯离子含量降低率    ≥90
现场锈蚀电流检验    喷涂150d后现场测定电流降低率≥80%

渗透迁移型钢筋阻锈剂（掺入型）施工方法，可以按照产品配料比例直接添加到混凝土中浇筑钢筋混凝土构筑物，如DCI在一般工民建及桥梁轻微腐蚀环境中，添加量建议为4-8Kg/m³，海港工程，沿海建筑物等重度腐蚀环境，添加量建议为8-12Kg/m³。将渗透迁移型钢筋阻锈剂与水泥，集料同时加入搅拌机内进行干拌，均匀后加水搅拌，搅拌均匀成混凝土（此种混凝土不得使用引气型减水剂）。渗透迁移型钢筋阻锈剂（液体MCI）施工方法，首先用高压水、喷砂、打磨的方法去除钢筋混凝土构筑物表面的油污、杂质、旧涂层及浮浆层，露出混凝土自然的毛细孔隙；局部空鼓，剥落，开裂等缺陷需要进行剔除处理，露筋部位进行除锈，并用渗透迁移型钢筋阻锈剂涂刷钢筋，用渗透迁移型钢筋阻锈剂砂浆修补局部缺陷。其次，待钢筋表面及修补砂浆干燥后，就可以大面积进行渗透迁移型钢筋阻锈剂的涂刷，也可以采用喷涂的工艺，涂刷或者喷涂时要面面俱到，不得遗漏，每次涂刷或者喷涂渗透迁移型钢筋阻锈剂2-5h表面干燥后，再次重复涂刷或者喷涂第二遍，通常3-5遍即可，实际应用时可以根据钢筋混凝土渗透性能决定涂刷或者喷涂的遍数。最后就是表面残留物的清理，也就是在渗透迁移型钢筋阻锈剂涂刷或者喷涂施工24h后，用高压水清理表面残留物，保持钢筋混凝土表面的干净。施工时注意温度在15-30℃为最佳，雨水及霜冻天气严禁使用渗透迁移型钢筋阻锈剂（液体MCI），使用时严禁稀释渗透迁移型钢筋阻锈剂（液体MCI），施工过程中必须保持钢筋混凝土基面的干燥，多余的液料必须密封保存。渗透迁移型钢筋阻锈剂施工技术标准及要求按照《钢筋阻锈剂应用技术规程》（JGJ/T 192-2009）执行。

钢筋混凝土结构中的钢筋锈蚀引起的建筑物过早破坏的问题，已经引起全世界的关注。在我国有大量的老旧混凝土建筑物，其结构内部钢筋腐蚀严重，直接威胁到人民的生命财产安全，因此对老旧小区特别是老旧混凝土建筑物的维修改造显得非常重要，可以说具有积极的社会意义和经济效益。改造维修除了对钢筋混凝土承重或者荷载的重要部位进行加固外，还必须要对钢筋混凝土内部的“骨骼”钢筋进行保护。使用钢筋阻锈剂是防止或减缓混凝土中钢筋锈蚀的重要的、有效的、低成本的最佳措施，通过这种措施可以保证混凝土结构的整体安全和使用寿命的延长。然而从实际情况看，改造维修过程中，加固应用多于对钢筋的保护，甚至根本没有这项要求，这是一种最大的安全隐患，笔者希望能够引起相关部门的重视。

据资料显示，十四五期间，我国将基本完成2000年底前建成的21.9万个城镇老旧小区改造目标。这些老旧小区中包含了大量的钢筋混凝土建筑物需要进行维修改造，渗透迁移型钢筋阻锈剂肯定会得到广泛的应用。另外，工业建筑钢筋混凝土结构、海洋钢筋混凝土结构及沿海民用钢筋混凝土建筑物的维修保护也会使用到渗透迁移型钢筋阻锈剂，可以说渗透迁移型钢筋阻锈剂未来的市场规模将是“一片蓝海”。