罗璇
新疆和兴恒石建材科技研发有限公司 新疆 乌鲁木齐 830009
摘要：在建筑行业发展中，混凝土的应用非常广泛，混凝土材料因坚固耐用、可塑性强、造价低廉等优势在现代建筑体系内被广泛应用，钢筋作为混凝土结构建筑的核心构成部分，若其在使用过程中发生锈蚀必然会给建筑安全造成不利影响，需要对钢筋锈蚀原因及检测技术做分析总结。
关键词：混凝土建筑；钢筋锈蚀；锈蚀检测
引言
在建筑行业，由于钢筋混凝土耐用性强，本质坚固，而且所需造价成本极低，因此在结构建筑材料中扮演着十分重要的作用，但由于钢筋锈蚀最终导致的混凝土结构耐久性的问题也逐渐突出。要想促进建筑物既具有耐久性特性，又能保证其安全问题得到合理解决，必须将新建建筑物钢筋的锈蚀和因钢筋锈蚀而引起破坏的老建筑物的具体处理措施实行方法提上工作日程。
1建筑混凝土钢筋锈蚀机理
（1）化学锈蚀。一般而言，之所以会形成混凝土钢筋锈蚀，化学腐蚀是其中不可忽视的重要原因。化学腐蚀主要形成原因是由于非电解质溶液以及干燥性气体的形成，最终作用成纯化学锈蚀。随着其锈蚀程度的加深，钢筋表面很明显的会有氧化物存在，而由于越来越干燥的环境及高温的影响，就会导致非电解质溶液以及其它干燥气体和钢筋发生反应，促进其锈蚀程度进一步提升，除此之外，周围环境也会影响锈蚀的产生。(2）电化学锈蚀。如果钢筋混凝土结构所处环境湿润，而在此条件下出现了钢筋锈蚀情况，主要原因就是电化学锈蚀，而且如果这里面有氯盐的存在，也会对其内含物质产生影响，当其和混凝土混合时，最终会吸附在钝化膜上，导致锈蚀的ｐＨ数值显著下降。根据相关化学实验可知，钢筋表面具体ｐＨ数值会受到酸化作用的影响，一旦钝化膜里面有裂缝形成，那么氯离子会使钢筋表面腐蚀程度加深，假如水和氧再暗中助力，更会影响整个电化学的进程。
2钢筋锈蚀对构件力学性能的影响分析
（1）力学性能退化。标准的钢筋对于屈服点与一定长度的屈服台阶都会有相应的规定，其抗拉、屈服的强度比通常是在1.25-1.5以上。在钢筋发生锈蚀后会按照实际的锈蚀程度，使应力应变曲线产生相应程度的变化。（2）混凝土截面性能损伤。如果混凝土中的钢筋在产生锈蚀以后会膨胀，还会在交界面上形成一定的锈胀力。而受压区的混凝土会在钢筋的锈胀应力下处于双轴异号的受力状态中，使混凝土沿着锈蚀钢筋而产生纵向胀裂的现象，此阶段的混凝土会彻底进入到塑性状态中，在受压时会出现软化现象。如果钢筋混凝土构件出现了锈胀纵裂现象时，会增加与外界的接触面积，进而会加快钢筋的锈蚀速度，并逐渐使其体积膨胀，当情况较为严重时会使混凝土的保护层大面积脱落。（3）锈蚀钢筋与混凝土的粘接性能降低。当钢筋被锈蚀后，会由于锈蚀所产生的产物而对钢筋与混凝土之间的正常接触有所影响，当铁锈的体积不断膨胀时会逐渐降低混凝土的抗裂强度，进而减弱了钢筋与混凝土之间的粘结性，导致钢筋与混凝土的粘结性能不能充分发挥，造成结构承载力下降。
3混凝土结构中钢筋锈蚀的原因
混凝土中钢筋的锈蚀受很多因素的影响，周围环境中对结构有不良作用的介质(气体、液体、固体)、温度、湿度、冰冻等是钢筋锈蚀的外因；混凝土的种类、渗透性、裂缝情况、碱度、外加剂的使用、保护层厚度、混凝土的强度等级和质量等钢筋锈蚀的内因。据统计，大部分混凝土构件钢筋锈蚀主要是由以下三方面原因造成的。一是混凝土碳化引起钢筋锈蚀。空气中的二氧化碳气体，在混凝土表面层中逐渐为氢氧化钙的碱性溶液所吸收，相互反应生成碳酸钙(CaCO3)，这种现象称为混凝土的碳化。碳化的结果就是PH值不断下降，并不断向内部深化，当碳化深度达到或超过保护层时，钢筋表面的钝化膜遭到局部破坏，钢筋就开始腐蚀。二是氯离子引起的钢筋锈蚀。氯离子渗入到混凝土中并达到钢筋表面，直接或间接破坏混凝土的包裹作用及钢筋钝化的高碱度两种屏障，使之发生锈蚀。三是混凝土不密实或有裂缝存在造成钢筋的腐蚀。
混凝土密实不良和构件上产生的裂缝，往往是造成钢筋腐蚀的很重要的原因，尤其当水泥用量偏小，水灰比不当和振捣不良，或在混凝土浇筑中产生露筋、蜂窝、麻面等情况，都会加速钢筋的锈蚀。
4建筑混凝土钢筋锈蚀检测
4.1分析法
分析法的操作原理为：第一，准确分析混凝土的自身情况、环境因素等，对钢筋腐蚀诱因进行准确判断；第二，构建科学合理的锈蚀预测分析模型，根据已知参数，判断混凝土中钢筋锈蚀情况及发展趋势。常见的相关模型包括：经验模型、反应控制模型、电化学模型等。其中经验模拟模型应用频率较高，操作简单，但是缺乏理论支撑，有使用的局限性；反应模型有理论支撑，但是缺乏对电化学本质的考量；电化学模型是根据钢筋锈蚀本质而建立的模型，但实际操作难度较大，与实际工程相脱节。
4.2电阻率检测法
混凝土电阻率检测法的原理为：水泥浆空隙液内，离子流动过程会发生电解，即混凝土所具备的导电性。电阻率检测通过2电极完成，其中1个电极为钢筋构件，检测过程进行外部加压，获取实时电流参数，可计算混凝土电阻。依照操作方式不同，可将混凝土电阻率检测法分为四探针法、两级法、圆盘法等。以四探针法为例，若检测出的混凝土电阻率＞20Ω·m，可判断为低速率锈蚀；若电阻率在10～20Ω·m，可判断为中、低速率锈蚀；若电阻率在5～10Ω·m，可判断为高速率锈蚀；若电阻率低于5Ω·m，说明钢筋锈蚀速率已非常高。混凝土电阻率检测方法虽然具备操作简单、适用范围广等优势，但其检测过程易受到周围环境的干扰，获得的数据离散性较强，可将其与其他检测技术结合使用。
4.3交流阻抗法
交流阻抗法，主要指的是对促进研究的电极交流电压的实行，对其响应程度情况进行观察，并促进对电极变化数据的进一步计算。由于这种方法操作简单，方便快捷，成为实际检测活动中应用最频繁的一种方法。交流阻抗法具有多方面性能，首先是能全面显示腐蚀机制相关信息，其次是有助于定量计算锈蚀的速率，要想使其显示信息更加精确，必须加大测量范围。由于交流阻抗法实际所需时间较长，所以测算次数多，工作量大。而且，在使用过程中，所需测算仪器多，价格贵，会影响其使用情况。因此，虽然交流阻抗法能检测出精准的数据信息和具体的锈蚀速度，但离现场测算目标的实现还有很长一段路要走。
4.4线性极化法
进一步结合相关科学研究，在电流极化密度极低的情况下极化电位与外加极化电流之间的关系近似直线关系，这直线斜率随之锈蚀速率的加快而降低。由此可见，研究混凝土钢筋锈蚀的电化学方法中，线性极化法是最简单的确定锈蚀速率的定量研究方法，此检测法使用仪器较为简便，测量较快，结果处理便捷，不仅适用于实验室，同时也可在现场检测中使用，但其不足是有较高的仪器精度要求。
结语
建筑混凝土锈蚀原因主要为混凝土碳化、氯离子作用、质量缺陷等，合理选择锈蚀检测技术类型，可准确了解锈蚀位置及程度，找出锈蚀原因，进而制定合理方案进行弥补。
参考文献
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