水泥混凝土鋼筋防腐探討(轉)
經過(guo)20年的(de)(de)(de)高速(su)發展,我(wo)國(guo)混凝土行(xing)業(ye)已成(cheng)為(wei)萬(wan)億級規(gui)模(mo)的(de)(de)(de)產(chan)業(ye),據中(zhong)國(guo)混凝土網的(de)(de)(de)不(bu)完全(quan)統計,2022年我(wo)國(guo)商品混凝土總產(chan)量(liang)為(wei)26.51億m³;與(yu)之配套的(de)(de)(de)鋼(gang)(gang)筋(jin)累計產(chan)量(liang)1-8月份15542.6萬(wan)噸。2022年國(guo)內(nei)鋼(gang)(gang)筋(jin)制造業(ye)受(shou)疫情影(ying)響被迫(po)減產(chan);但(dan)是隨著全(quan)球經濟(ji)的(de)(de)(de)復蘇,鋼(gang)(gang)筋(jin)需求(qiu)量(liang)一度增速(su)較快,價格(ge)還創下(xia)歷史(shi)新高。
如此(ci)體量的(de)(de)水(shui)泥混(hun)(hun)凝(ning)土(tu)(tu)及(ji)配套(tao)鋼(gang)筋質(zhi)量直接影響著建筑結構的(de)(de)安全,除(chu)設計(ji)及(ji)施工因素(su)外;材料(liao)質(zhi)量是關鍵性因素(su)。其中因鋼(gang)筋腐(fu)蝕引起的(de)(de)混(hun)(hun)凝(ning)土(tu)(tu)強度(du)失效屢見不(bu)(bu)鮮,造成的(de)(de)事(shi)故(gu)常(chang)見于各大媒(mei)體,因此(ci)水(shui)泥混(hun)(hun)凝(ning)土(tu)(tu)加強鋼(gang)筋防(fang)腐(fu)引起人們的(de)(de)重(zhong)視。對(dui)于水(shui)泥混(hun)(hun)凝(ning)土(tu)(tu)鋼(gang)筋防(fang)腐(fu)是否需要,行(xing)業界(jie)有(you)兩種說法:一是不(bu)(bu)需要防(fang)腐(fu);二是必須(xu)進(jin)行(xing)防(fang)腐(fu)處理。究竟誰熟誰非?這(zhe)必須(xu)從實踐和使用效果(guo)及(ji)理論分析(xi)來探討和論述。

水(shui)泥(ni)混(hun)(hun)凝(ning)土(tu)(tu)鋼(gang)(gang)(gang)筋(jin)不需要防(fang)腐(fu)說法(fa)是基于水(shui)泥(ni)自身的(de)(de)(de)(de)堿性(xing)體系對鋼(gang)(gang)(gang)筋(jin)的(de)(de)(de)(de)保護(hu)(hu)。配套鋼(gang)(gang)(gang)筋(jin)在水(shui)泥(ni)混(hun)(hun)凝(ning)土(tu)(tu)中處(chu)于高(gao)(gao)(gao)(gao)飽和(he)堿性(xing)環(huan)境中能夠形成鈍(dun)(dun)化(hua)(hua)區(qu),也就是說水(shui)泥(ni)混(hun)(hun)凝(ning)土(tu)(tu)與鋼(gang)(gang)(gang)筋(jin)表(biao)(biao)面(mian)(mian)之間形成PH值高(gao)(gao)(gao)(gao)達12以(yi)上的(de)(de)(de)(de)鈍(dun)(dun)化(hua)(hua)區(qu),區(qu)域(yu)內的(de)(de)(de)(de)鋼(gang)(gang)(gang)筋(jin)表(biao)(biao)面(mian)(mian)形成致(zhi)密度很高(gao)(gao)(gao)(gao)的(de)(de)(de)(de)鈍(dun)(dun)化(hua)(hua)膜。鋼(gang)(gang)(gang)筋(jin)表(biao)(biao)面(mian)(mian)鈍(dun)(dun)化(hua)(hua)膜具有(you)優異(yi)的(de)(de)(de)(de)防(fang)銹(xiu)效(xiao)果(guo),只要保持堿性(xing)環(huan)境的(de)(de)(de)(de)高(gao)(gao)(gao)(gao)飽和(he)度,鋼(gang)(gang)(gang)筋(jin)表(biao)(biao)面(mian)(mian)致(zhi)密度較高(gao)(gao)(gao)(gao)的(de)(de)(de)(de)鈍(dun)(dun)化(hua)(hua)膜就會始(shi)終如(ru)(ru)一的(de)(de)(de)(de)發揮著防(fang)腐(fu)功能。這種現(xian)象(xiang)(xiang)已經(jing)被許多事例所驗證,魔(mo)都上海(hai)在城市改造過程中,拆除(chu)了一些非(fei)歷史保護(hu)(hu)而又(you)歷經(jing)百年的(de)(de)(de)(de)“租界”鋼(gang)(gang)(gang)筋(jin)混(hun)(hun)凝(ning)土(tu)(tu)建筑,發現(xian)破(po)損的(de)(de)(de)(de)水(shui)泥(ni)混(hun)(hun)凝(ning)土(tu)(tu)中的(de)(de)(de)(de)鋼(gang)(gang)(gang)筋(jin)依(yi)然(ran)如(ru)(ru)新,沒(mei)有(you)銹(xiu)蝕(shi)現(xian)象(xiang)(xiang);又(you)如(ru)(ru)1933年,英商在上海(hai)廈門路鋪設的(de)(de)(de)(de)直徑625㎜口徑的(de)(de)(de)(de)鋼(gang)(gang)(gang)管,涂(tu)襯15㎜厚水(shui)泥(ni)砂漿,迄今已有(you)90年的(de)(de)(de)(de)歷史,打開檢查水(shui)泥(ni)砂漿涂(tu)層,良好完整(zheng),基體沒(mei)有(you)被腐(fu)蝕(shi)生銹(xiu)。民用(yong)建筑中,裝修(xiu)師傅(fu)對隔墻板固定釘頭預先使(shi)用(yong)純水(shui)泥(ni)漿批刮封閉(bi),干燥(zao)后(hou)再進(jin)行(xing)整(zheng)體批涂(tu)大白(bai)膩子(zi),經(jing)過這種方法(fa)處(chu)理后(hou)就不會出現(xian)鐵(tie)(tie)釘返銹(xiu)而污染大白(bai)膩子(zi),影響裝飾(shi)面(mian)(mian)美觀。這些現(xian)象(xiang)(xiang)表(biao)(biao)明水(shui)泥(ni)高(gao)(gao)(gao)(gao)飽和(he)堿性(xing)會對鋼(gang)(gang)(gang)鐵(tie)(tie)產(chan)(chan)生鈍(dun)(dun)化(hua)(hua)作用(yong),表(biao)(biao)面(mian)(mian)形成致(zhi)密的(de)(de)(de)(de)鈍(dun)(dun)化(hua)(hua)膜,從而保護(hu)(hu)鋼(gang)(gang)(gang)鐵(tie)(tie)的(de)(de)(de)(de)銹(xiu)蝕(shi)。因(yin)此,水(shui)泥(ni)混(hun)(hun)凝(ning)土(tu)(tu)鋼(gang)(gang)(gang)筋(jin)在高(gao)(gao)(gao)(gao)飽和(he)堿性(xing)環(huan)境中也是安全可靠(kao)的(de)(de)(de)(de),無需進(jin)行(xing)二次人工干預進(jin)行(xing)腐(fu)蝕(shi)控制,沒(mei)有(you)必要實(shi)施其它的(de)(de)(de)(de)防(fang)護(hu)(hu)措施,諸如(ru)(ru)有(you)機涂(tu)料的(de)(de)(de)(de)防(fang)腐(fu)處(chu)理,既(ji)浪費經(jing)濟也對混(hun)(hun)凝(ning)土(tu)(tu)強度產(chan)(chan)生副作用(yong)。

另一種(zhong)說法(fa)是(shi)水(shui)(shui)(shui)(shui)泥混(hun)(hun)凝(ning)土(tu)(tu)(tu)鋼(gang)(gang)(gang)筋(jin)(jin)(jin)必須(xu)進行防(fang)(fang)腐(fu)(fu)(fu),理(li)(li)由就是(shi)一旦堿性(xing)環境(jing)(jing)下的(de)(de)高飽(bao)和(he)(he)度(du)被(bei)打破,也就是(shi)說這種(zhong)鈍化區域(yu)環境(jing)(jing)不再平衡,就會導(dao)致鋼(gang)(gang)(gang)筋(jin)(jin)(jin)表面的(de)(de)鈍化膜失效,引(yin)起并且(qie)加速(su)鋼(gang)(gang)(gang)筋(jin)(jin)(jin)的(de)(de)銹(xiu)(xiu)蝕。因此必須(xu)對(dui)水(shui)(shui)(shui)(shui)泥混(hun)(hun)凝(ning)土(tu)(tu)(tu)鋼(gang)(gang)(gang)筋(jin)(jin)(jin)進行防(fang)(fang)腐(fu)(fu)(fu)處理(li)(li),即涂(tu)覆諸(zhu)如(ru)環氧類(lei)防(fang)(fang)腐(fu)(fu)(fu)蝕涂(tu)料(liao),通過涂(tu)層隔離作用(yong),保證鋼(gang)(gang)(gang)筋(jin)(jin)(jin)不被(bei)腐(fu)(fu)(fu)蝕,確保鋼(gang)(gang)(gang)筋(jin)(jin)(jin)的(de)(de)強(qiang)度(du)和(he)(he)水(shui)(shui)(shui)(shui)泥混(hun)(hun)凝(ning)土(tu)(tu)(tu)的(de)(de)質量(liang)安全(quan)。這種(zhong)水(shui)(shui)(shui)(shui)泥混(hun)(hun)凝(ning)土(tu)(tu)(tu)鋼(gang)(gang)(gang)筋(jin)(jin)(jin)防(fang)(fang)腐(fu)(fu)(fu)工藝已經(jing)被(bei)部(bu)分建筑應用(yong),效果(guo)如(ru)何,不得而知,需要實際應用(yong)案例(li)佐證。市場上用(yong)于(yu)水(shui)(shui)(shui)(shui)泥混(hun)(hun)凝(ning)土(tu)(tu)(tu)鋼(gang)(gang)(gang)筋(jin)(jin)(jin)防(fang)(fang)腐(fu)(fu)(fu)的(de)(de)材料(liao)不限(xian)于(yu)有(you)環氧樹脂類(lei)涂(tu)料(liao),還出(chu)現了帶銹(xiu)(xiu)涂(tu)料(liao)及(ji)銹(xiu)(xiu)轉(zhuan)化劑(ji)等產品。大量(liang)的(de)(de)鋼(gang)(gang)(gang)筋(jin)(jin)(jin)防(fang)(fang)腐(fu)(fu)(fu)外護材料(liao)的(de)(de)出(chu)現是(shi)否適用(yong)于(yu)混(hun)(hun)凝(ning)土(tu)(tu)(tu)內部(bu)環境(jing)(jing),值得思考和(he)(he)論證;但是(shi)筆者提醒水(shui)(shui)(shui)(shui)泥鋼(gang)(gang)(gang)筋(jin)(jin)(jin)混(hun)(hun)凝(ning)土(tu)(tu)(tu)中鋼(gang)(gang)(gang)筋(jin)(jin)(jin)防(fang)(fang)腐(fu)(fu)(fu)涂(tu)料(liao)的(de)(de)使用(yong)必須(xu)謹慎。因為水(shui)(shui)(shui)(shui)泥鋼(gang)(gang)(gang)筋(jin)(jin)(jin)混(hun)(hun)凝(ning)土(tu)(tu)(tu)承載著生命安全(quan)和(he)(he)經(jing)濟命脈(mo),涉及(ji)到社會的(de)(de)方方面面;如(ru)果(guo)一旦發生質量(liang)問(wen)題引(yin)起的(de)(de)安全(quan)事故,將是(shi)不可挽回的(de)(de)損失。
水泥(ni)(ni)(ni)混(hun)(hun)凝(ning)(ning)土鋼筋腐(fu)(fu)蝕(shi)主(zhu)要(yao)原因就是(shi)內部高飽和(he)堿性環境(jing)的(de)(de)(de)不(bu)平衡(heng),導致(zhi)致(zhi)密的(de)(de)(de)鈍(dun)化(hua)(hua)膜(mo)失效,從(cong)而(er)加速鋼筋的(de)(de)(de)腐(fu)(fu)蝕(shi)。水泥(ni)(ni)(ni)混(hun)(hun)凝(ning)(ning)土鋼筋腐(fu)(fu)蝕(shi)產(chan)生的(de)(de)(de)銹(xiu)蝕(shi)副產(chan)物,隨著溫度(du)(du)的(de)(de)(de)不(bu)斷(duan)變化(hua)(hua),副產(chan)物會急(ji)劇膨(peng)脹導致(zhi)混(hun)(hun)凝(ning)(ning)土開裂,疏(shu)松,導致(zhi)強(qiang)度(du)(du)大(da)幅度(du)(du)下降,常(chang)(chang)常(chang)(chang)會出現(xian)安全(quan)隱患,最終發生混(hun)(hun)凝(ning)(ning)土坍(tan)塌(ta)事件,甚至形成(cheng)不(bu)可(ke)逆(ni)的(de)(de)(de)安全(quan)事故。所以(yi)水泥(ni)(ni)(ni)混(hun)(hun)凝(ning)(ning)土內部加強(qiang)鋼筋的(de)(de)(de)防腐(fu)(fu)蝕(shi)是(shi)建筑結構的(de)(de)(de)“安全(quan)墻”“保(bao)護(hu)傘”。水泥(ni)(ni)(ni)混(hun)(hun)凝(ning)(ning)土內部飽和(he)堿性不(bu)平衡(heng)主(zhu)要(yao)是(shi)來自于(yu)外部環境(jing),如雨水及其它腐(fu)(fu)蝕(shi)介質通過混(hun)(hun)凝(ning)(ning)土多(duo)孔間(jian)隙進入混(hun)(hun)凝(ning)(ning)土內部,引起飽和(he)堿性的(de)(de)(de)失效和(he)“中毒”,使得鋼筋表(biao)面形成(cheng)的(de)(de)(de)鈍(dun)化(hua)(hua)膜(mo)被破壞而(er)生銹(xiu)。所以(yi)混(hun)(hun)凝(ning)(ning)土的(de)(de)(de)致(zhi)密性對于(yu)鋼筋鈍(dun)化(hua)(hua)膜(mo)的(de)(de)(de)保(bao)護(hu)至關(guan)重要(yao)。
為了提高(gao)水(shui)泥混(hun)(hun)(hun)凝(ning)(ning)土(tu)(tu)致密度(du)(du),主(zhu)要方法就是在(zai)澆(jiao)筑混(hun)(hun)(hun)凝(ning)(ning)土(tu)(tu)時多搗實(shi),多振動,并且設計好(hao)砂石料級配關系(xi),添加(jia)一(yi)些(xie)密實(shi)性(xing)外(wai)加(jia)助劑,如防(fang)水(shui)劑,消(xiao)泡劑等(deng),另外(wai)還需要科學有(you)效的(de)(de)進(jin)行后期養護,這(zhe)種方法就是盡一(yi)切可(ke)能降低混(hun)(hun)(hun)凝(ning)(ning)土(tu)(tu)的(de)(de)孔斜(xie)率。除此之外(wai),還可(ke)以使用一(yi)些(xie)耐(nai)候(hou)性(xing)能好(hao),滲透率高(gao),能夠封閉(bi)混(hun)(hun)(hun)凝(ning)(ning)土(tu)(tu)空隙的(de)(de)功能性(xing)涂料,如改(gai)性(xing)環(huan)氧,聚(ju)氨酯,有(you)機硅(具有(you)外(wai)防(fang)而(er)又呼吸的(de)(de)功能),硅烷(wan)浸漬劑,防(fang)碳化劑等(deng)涂覆于(yu)混(hun)(hun)(hun)凝(ning)(ning)土(tu)(tu)表面,保證多孔混(hun)(hun)(hun)凝(ning)(ning)土(tu)(tu)閉(bi)實(shi),堵死外(wai)部雨水(shui)及(ji)污(wu)染介質進(jin)入水(shui)泥混(hun)(hun)(hun)凝(ning)(ning)土(tu)(tu)的(de)(de)內(nei)部通道,確(que)保水(shui)泥混(hun)(hun)(hun)凝(ning)(ning)土(tu)(tu)內(nei)部堿性(xing)的(de)(de)高(gao)飽和度(du)(du),維持(chi)鋼筋表面鈍化膜的(de)(de)長(chang)久(jiu)壽(shou)命。鋼筋壽(shou)命長(chang)久(jiu)也就保證了水(shui)泥混(hun)(hun)(hun)凝(ning)(ning)土(tu)(tu)強(qiang)度(du)(du)及(ji)使用壽(shou)命的(de)(de)長(chang)久(jiu),從(cong)而(er)達到(dao)消(xiao)除安(an)全(quan)隱(yin)患的(de)(de)目的(de)(de)和效果(guo)。

水(shui)泥(ni)(ni)混(hun)(hun)(hun)凝(ning)(ning)(ning)土(tu)(tu)(tu)(tu)鋼(gang)(gang)筋防腐如果不從(cong)根源上阻止(zhi)外部(bu)雨水(shui)及(ji)腐蝕介質的(de)(de)(de)進入(ru),封堵空隙通道,密(mi)實混(hun)(hun)(hun)凝(ning)(ning)(ning)土(tu)(tu)(tu)(tu),而采(cai)取在(zai)(zai)鋼(gang)(gang)筋表(biao)面涂刷(shua)防腐涂料(liao)或者銹(xiu)轉(zhuan)(zhuan)(zhuan)化(hua)(hua)(hua)劑(ji)的(de)(de)(de)方法(fa)是(shi)很(hen)難保證(zheng)混(hun)(hun)(hun)凝(ning)(ning)(ning)土(tu)(tu)(tu)(tu)結構的(de)(de)(de)強度;而且(qie)鋼(gang)(gang)筋涂刷(shua)防腐涂料(liao)后,其與混(hun)(hun)(hun)凝(ning)(ning)(ning)土(tu)(tu)(tu)(tu)的(de)(de)(de)相互包裹和(he)緊(jin)握(wo)程度會下降,影(ying)響混(hun)(hun)(hun)凝(ning)(ning)(ning)土(tu)(tu)(tu)(tu)整體(ti)強度。筆者也擔心銹(xiu)轉(zhuan)(zhuan)(zhuan)化(hua)(hua)(hua)材料(liao)使(shi)用(yong)在(zai)(zai)鋼(gang)(gang)筋表(biao)面存(cun)在(zai)(zai)一個轉(zhuan)(zhuan)(zhuan)化(hua)(hua)(hua)率(lv)的(de)(de)(de)問題,呈酸(suan)性物質的(de)(de)(de)銹(xiu)轉(zhuan)(zhuan)(zhuan)化(hua)(hua)(hua)材料(liao)一旦產生余料(liao)會與堿性混(hun)(hun)(hun)凝(ning)(ning)(ning)土(tu)(tu)(tu)(tu)發生中和(he)反(fan)應(ying),反(fan)應(ying)后物質的(de)(de)(de)存(cun)在(zai)(zai)是(shi)水(shui)泥(ni)(ni)混(hun)(hun)(hun)凝(ning)(ning)(ning)土(tu)(tu)(tu)(tu)致命性損害(hai)。所(suo)以(yi)水(shui)泥(ni)(ni)混(hun)(hun)(hun)凝(ning)(ning)(ning)土(tu)(tu)(tu)(tu)鋼(gang)(gang)筋使(shi)用(yong)銹(xiu)轉(zhuan)(zhuan)(zhuan)化(hua)(hua)(hua)材料(liao)必須(xu)謹慎,筆者也不建議使(shi)用(yong),對于其它的(de)(de)(de)涂料(liao)使(shi)用(yong)必須(xu)經過(guo)大量試驗和(he)檢測才能確定。雖然(ran)環氧(yang)類涂料(liao)與水(shui)泥(ni)(ni)混(hun)(hun)(hun)凝(ning)(ning)(ning)土(tu)(tu)(tu)(tu)具有(you)良好的(de)(de)(de)附著力,這(zhe)是(shi)優異(yi)的(de)(de)(de)滲透錨固作用(yong)而非包裹緊(jin)握(wo)作用(yong),干燥的(de)(de)(de)環氧(yang)涂膜(mo)有(you)機層(ceng)與潮濕的(de)(de)(de)混(hun)(hun)(hun)凝(ning)(ning)(ning)土(tu)(tu)(tu)(tu)無機層(ceng)基本是(shi)很(hen)難緊(jin)密(mi)連(lian)接(jie)在(zai)(zai)一起(qi)的(de)(de)(de),所(suo)以(yi)這(zhe)就(jiu)是(shi)水(shui)泥(ni)(ni)混(hun)(hun)(hun)凝(ning)(ning)(ning)土(tu)(tu)(tu)(tu)可以(yi)使(shi)用(yong)環氧(yang)涂料(liao)打底卻(que)不能使(shi)用(yong)到混(hun)(hun)(hun)凝(ning)(ning)(ning)土(tu)(tu)(tu)(tu)內部(bu)加強鋼(gang)(gang)筋表(biao)面防腐的(de)(de)(de)原因。

通過以上探討和(he)分析(xi),我們就可以明白水(shui)(shui)泥混(hun)凝(ning)土(tu)(tu)鋼筋(jin)腐蝕產生(sheng)的主(zhu)要原因和(he)防護措施。只要密實水(shui)(shui)泥混(hun)凝(ning)土(tu)(tu)自身(shen)空隙,保(bao)持水(shui)(shui)泥混(hun)凝(ning)土(tu)(tu)內部堿性(xing)高飽和(he)環境(jing),維持鋼筋(jin)表面鈍(dun)化(hua)膜不被破(po)壞(huai),就能實現鋼筋(jin)長(chang)效的耐腐蝕效果,保(bao)證水(shui)(shui)泥鋼筋(jin)混(hun)凝(ning)土(tu)(tu)強度安全(quan)。