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一、概述

混凝土中的钢筋腐蚀是一个世界性难题，带来一系列经济、美观和使用问题。但是，如果在设计阶段考虑腐蚀作用，在建造之前做出正确决策，公用建筑如宾馆可以尽可能地得到腐蚀保护而经久耐用。腐蚀在一定程度上影响着全世界所有的混凝土建筑和结构，年花费国民经济的数十亿美元。随着酒店资产的发展，腐蚀往往成为美学和混凝土破坏的问题，这些地方水泥剥落，造成公共安全隐患。酒店管理者也不愿意采取长时间的整修。混凝土中的钢筋在恶劣的环境下加速腐蚀，特别是沿海、热带或沙漠环境的高盐或极端温度地区。通常情况下，退化的首要因素—潜在的腐蚀是不可见的。内层钢铁的强烈腐蚀可能需要5至15年引发混凝土出现裂缝，而大部分的钢筋锈蚀并不可见。

二、钢筋的腐蚀机理

在新的混凝土中，碱性（高pH）条件下，钢筋棍表面形成钝化膜，从而防止或最小化初始腐蚀。但最终，碳化作用或氯化物（盐）的进入引起pH值降低，导致钝化膜分解，使钢筋在氧气和水分存在下被腐蚀。这种情况发生时，腐蚀点（阳极）和钝化区（阴极）之间形成约0.5伏的电压差，导致钢中电子从阳极流向阴极，形成腐蚀电池。该反应速率主要由混凝土的电阻或电阻率决定。阳极区（腐蚀点）会形成酸，降低pH，促进钢的腐蚀。

三、混凝土腐蚀的常见原因

两个最常见的原因是碳化作用和氯化物（盐侵入）。

从广义上讲，当碳化物、氯化物和其它侵蚀剂渗入混凝土，产生开裂引发腐蚀，使得混凝土设施碎裂和削弱。钢筋棍锈蚀物的体积可以比原钢的体积扩大六倍，从而增加对周围材料的压力，使得混凝土缓慢破裂。经过数年，混凝土表面最终出现裂缝并开始脱落或碎裂。钢筋的退化及混凝土的后续弱化发生在内部，可以很多年不可见。它经常被称为“混凝土癌症”。据Infracorr咨询PL公司的总经理Ian Godson说，裂纹可见可能需要长达15年之久。碳化即二氧化碳溶解在混凝土孔隙流体中，与氢氧化钙和硅酸钙水合物中的钙反应形成方解石（碳酸钙）。在相对较短的时间内，新浇混凝土的表面会与空气中的CO2反应。渐渐地，该过程渗入混凝土深层，一年内可穿透低渗透致密混凝土中1毫米深度，或多孔且渗透混凝土中5毫米，这取决于水与水泥之比。

氯化物，通常从海边飞溅或风随时间迁移到多孔混凝土上，当其浓度达到临界水平时，引起腐蚀。此外，一些老旧结构可能在建造时使用了氯化钙，被看做是混凝土的“条件加速剂”，造成严重的腐蚀问题。

四、修复和预防

1、传统的混凝土修复方法：

清除钢筋20-30mm的裂纹和剥层，直至充分暴露生锈材料，从钢板上除去污染混凝土。去除所有的腐蚀材料，对钢进行处理或更换。完成之后，应用专业维修混凝土砂浆，使表面恢复完好。

2、现代发展的修补泥砂浆的新方法：

聚合物改性，以提高附着力和抵抗污染物的进一步侵入。

（1）涂层组合使用结合补丁修补：可减少碳化或氯化物的侵入。

补丁修复可去除混凝土退化区污染物，通常不能完全解决隐藏的腐蚀问题，而导致周围区域的加速退化。通常在三到五年再次失效。Godson补充说，“补丁修复的一个限制是，必须去除大量有效的混凝土来解决问题，带来严重噪音并扰民。”据Remedy资产保护公司涂料顾问Justin Rigby所说，“混凝土是一种重要材料，它最初非常抗渗透，但为了提高耐久性，应使用涂层”。

（2）保护性弹性体防水膜：既可以卷或喷涂到混凝土表面。平坦房顶上可卷铺薄膜，对于复杂形状的结构，喷涂是最有效的方法。

（3）外加电流阴极保护：一种是外加电流阴极保护（ICCP），使持续的小电流通过混凝土，以阻止钢铁腐蚀技术。

外加电流阴极保护的主要好处是，大大减少混凝土的拆除和修复，只有剥落和分层的地方需要修复。 一旦安装，可长期控制腐蚀，消除了即使被氯化物或碳化严重污染的混凝土的剥落和恶化。选择合适的阳极系体系是持久和有效的ICCP系统中最重要的设计考虑因素。选择不正确或安装失误可能导致装置性能不佳，大大缩短寿命。阴极保护理论上比较简单。Godson说“将阳极插入混凝土预定位置，连接直流电源正极，负极连接到钢筋上。ICCP系统通常连接2到5伏的直流电。缺点是需要大量的电缆和连续功率供应，导致该技术受到限制，主要用在民用结构如码头和桥梁上。”

（4）混合型阴极保护：最新开发了一种混合型阴极保护，在钻孔中安装锌阳极。该阳极预充十天左右的电。通过最初的高阴极保护电流使氯化物迁移，恢复混凝土的高碱性（高pH）环境，从而使钢筋完全钝化。

紧接着初始外加电流阶段，去除临时供电和电缆，然后将阳极通过本地接线盒连接到钢筋上，提供持续的电流保护。这种相对较低的电偶电流使钢筋保持持续的钝化状况，防止进一步损害。混合CP系统设计寿命通常为30年或更长。混合CP提供ICCP的所有优点，包括腐蚀控制和较少地混凝土去除，没有高成本和电源、电缆和控制系统的维修。之前不适用且不经济使用ICCP系统的区域和结构可以使用混合CP技术。包括小型和偏远结构如桥梁和涵洞。对于建筑物，混合CP比ICCP提供更巨大的优势，它消除了那些难看的外观和和昂贵的布线和电源。

五、总结

总之，对于高资产值如酒店的业主，考虑混凝土建筑结构腐蚀对成本的影响非常重要。设计阶段考虑腐蚀控制有很多优势。适当的腐蚀管理的两个主要优点是延长了设备寿命，降低维护时间和成本。此外，低维护提高设备的整体利用率，改善环境的可持续性。

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