摘要：本文通過(guò)氯離子對(duì)混凝土結(jié)構(gòu)的侵蝕機(jī)理和影響因素，結(jié)合當(dāng)前研究成果，介紹了相應(yīng)的抗氯離子侵蝕的多種技術(shù)途徑，并對(duì)其進(jìn)行了分析，供業(yè)內(nèi)參考。
　　關(guān)鍵詞：混凝土，氯離子，侵蝕，分析
　　0前言
　　大量鋼筋混凝土構(gòu)筑物，如海港碼頭、石油平臺(tái)、跨海大橋、海底和沿岸的鋼筋混凝土管道等常因氯離子侵蝕造成混凝土中鋼筋銹蝕而導(dǎo)致破壞，帶來(lái)了巨大損失。當(dāng)今世界混凝土破壞原因，按重要性遞減順序排列是：鋼筋銹蝕、凍害、物理化學(xué)作用。氯離子通過(guò)混入或者滲入進(jìn)入混凝土中，使其含量對(duì)鋼筋銹蝕影響極大。氯離子是一種極強(qiáng)的活化劑，它能在很小的當(dāng)量濃度下使鋼筋去鈍化，在腐蝕過(guò)程中，氯離子起到了催化作用，它能加速鋼筋的腐蝕過(guò)程，但氯離子本身只起到了傳遞作用，并不會(huì)腐蝕產(chǎn)物而消耗。國(guó)內(nèi)外的工程實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)進(jìn)一步表明，由于氯鹽引起的鋼筋腐蝕破壞十分突出，是造成鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)過(guò)早破壞的主要原因之一，導(dǎo)致工程的過(guò)早破壞和大量修復(fù)，給社會(huì)帶來(lái)巨大損失。
　　1我國(guó)的氯鹽環(huán)境現(xiàn)狀
　　海洋是氯鹽的主要來(lái)源之一。我國(guó)有廣闊的海域，海岸線很長(zhǎng)，島嶼眾多，而大規(guī)模的建設(shè)大都集中子啊沿海地區(qū)，就海洋與濱海鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)的耐久性而言，海風(fēng)、海霧的影響也值得高度重視。我國(guó)有一定的數(shù)量的鹽湖和大面積的鹽堿地，沿海地區(qū)的鹽堿地大都以含氯鹽為主，內(nèi)陸鹽堿地多數(shù)是含混合鹽，這些地區(qū)鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)可能受到很強(qiáng)的腐蝕。工業(yè)環(huán)境中以氯鹽、氯氣、氯化氫等為主的腐蝕環(huán)境不在少數(shù)，處在此類環(huán)境中的鋼筋混凝土建筑物，其腐蝕破壞往往迅速而嚴(yán)重。此外，為保證交通暢行，冬季向道路、橋梁、城市立交橋等撒鹽或鹽水，以化雪和防冰，這是人為造成的氯鹽環(huán)境的腐蝕破壞。
　　2氯離子（C1-）進(jìn)入混凝土的主要途徑
　　氯離子（C1-）進(jìn)入混凝土中通常有兩種途徑：其一是混入型，如摻用含氯離子外加劑、使用海砂、施工用水含氯鹽、在含鹽環(huán)境中拌制和澆注混凝土等；其二是滲入型，環(huán)境中的氯鹽通過(guò)擴(kuò)散混凝土宏觀、微觀缺陷滲入到混凝土中，并到達(dá)鋼筋表面�；烊氍F(xiàn)象大都是施工管理的問(wèn)題；而滲入現(xiàn)象則是綜合技術(shù)的問(wèn)題，與混凝土材料多孔性、密實(shí)性、工程質(zhì)量、鋼筋表面混凝土層厚度等多種因素有關(guān)。
　　3氯離子（C1-）對(duì)鋼筋銹蝕的機(jī)理
　　3.1氯離子（C1-）在混凝土中的存在有以下幾種形式：
　�。�1）和水泥水化產(chǎn)物化學(xué)結(jié)合；
　　（2）吸附在混凝土孔隙壁；
　�。�3）溶解于混凝土孔隙液中。
　　因此氯離子主要以“自由離子”與“結(jié)合離子”的形式存在于混凝土中，而這兩種存在形式對(duì)混凝土結(jié)構(gòu)耐久性的影響不同。
　　3.2氯離子（C1-）對(duì)鋼筋腐蝕的主要作用
　　氯離子（C1-）進(jìn)入混凝土中并達(dá)到鋼筋表面，當(dāng)它吸附于局部鈍化膜處時(shí)，可使該處PH值迅速降低。C1-對(duì)鋼筋表明鈍化膜的破壞首先發(fā)生在局部（點(diǎn)），使這些局部（點(diǎn)）露出了鐵基體，與尚完好的鈍化膜區(qū)域之間構(gòu)成腐蝕電池，而且加速電池作用的過(guò)程。C1-不僅促成了鋼筋表面的腐蝕電池，而且加速電池作用的過(guò)程�；炷�土中C1-的存在，強(qiáng)化了離子通路，降低了陰陽(yáng)極之間的電阻，提高了腐蝕電池的效率，加速了電化學(xué)腐蝕過(guò)程。以上電化學(xué)腐蝕過(guò)程中，氯離子通過(guò)破壞鈍化膜、形成“腐蝕電池”、去極化作用和導(dǎo)電作用加速了鋼筋的腐蝕，而氯離子在腐蝕過(guò)程中只參與了過(guò)程，起到搬運(yùn)作用，重要的是它在整個(gè)過(guò)程中并沒(méi)有被消耗掉，即凡是進(jìn)入混凝土中的游離狀態(tài)的C1-，會(huì)周而復(fù)始的起破壞作用。
　　3.3氯離子（C1-）擴(kuò)散理論
　　氯離子（C1-）通過(guò)對(duì)混凝土內(nèi)部的孔隙和微裂縫體系從周圍環(huán)境向混凝土內(nèi)部傳遞，氯離子的傳輸過(guò)程是一個(gè)復(fù)雜的過(guò)程，氯離子侵入混凝土的方式有以下幾種：
　　（1）毛細(xì)管作用，即鹽水向混凝土內(nèi)部干燥的部分移動(dòng)；
　�。�2）滲透作用，即在水壓力的作用下，鹽水向壓力比較低的方向移動(dòng)；
　�。�3）擴(kuò)散作用，即由于濃度差的作用，氯離子從濃度高的地方向濃度低的地方移動(dòng)；
　�。�4）電化學(xué)遷移，即氯離子向電位較高的方向移動(dòng)。
　　通常，氯離子的侵蝕是幾種侵蝕方式結(jié)合，此外，還受到氯離子與混凝土材料之間的化學(xué)結(jié)合、物理粘結(jié)、吸附等作用的影響。
　　4抵抗氯離子（C1-）腐蝕的技術(shù)途徑和分析比較
　　由于混凝土本身固有的多孔性而存在著宏觀與微觀的缺陷等原因，外界環(huán)境的氯離子可滲入混凝土中并達(dá)到一定的濃度，使混凝土失去對(duì)鋼筋的保護(hù)作用。因此，采取防護(hù)措施阻止或防止外界環(huán)境的氯離子滲入混凝土內(nèi)部是非常重要和必要的。
　　4.1提高混凝土保護(hù)層厚度和質(zhì)量
　　混凝土保護(hù)層厚度增加，則氯離子滲入混凝土到達(dá)鋼筋的時(shí)間就會(huì)增加這是延遲混凝土內(nèi)部鋼筋開(kāi)始銹蝕很有效的一種方法。
　　在制作混凝土?xí)r，加強(qiáng)施工質(zhì)量控制，對(duì)增加混凝土密實(shí)度、提高混凝土質(zhì)量是非常重要的。另外，在混凝土中加入高效減水劑和優(yōu)質(zhì)摻合料，可以從根本上改善混凝土的性能，提高混凝土抵抗氯離子滲入的能力。高性能混凝土(highPerformanceconcrete，HPC)是近年來(lái)混凝土材料發(fā)展的一個(gè)重要方向。
　　2000年11月建成通車的位于韓國(guó)牙山鎢平澤港附近的西海大橋，設(shè)計(jì)壽命為70年。西海大橋混凝土防腐蝕主要采取使用HPC(抗硫酸鹽水泥)及環(huán)氧涂層鋼筋，重要部位的混凝土外表涂刷涂料等措施。
　　為了盡可能阻止氯離子侵蝕，日本在設(shè)計(jì)用于海洋環(huán)境中的HPC的配合比時(shí)采取了摻用磨細(xì)礦渣粉、粉煤灰、硅粉等具有火山灰活性的礦物混合材料和高效減水劑技術(shù)措施的同時(shí)，取用較低的水膠比。水膠比一般在0.22一0.415間，用水量大多控制在160kg/m3。為避免骨料缺陷的影響，采用小顆粒骨料，粒徑通常為20mm。對(duì)混凝土的原材料進(jìn)行嚴(yán)格控制，以防在混凝土中帶人氯離子。
　　4.2混凝土表面涂層
　　為了制止氯離子等腐蝕介質(zhì)滲入混凝土，以延緩鋼筋腐蝕，對(duì)修補(bǔ)過(guò)的混凝土結(jié)構(gòu)甚至新澆筑的混凝土結(jié)構(gòu)，涂覆混凝土作為第一道防線往往是一種比較簡(jiǎn)單，經(jīng)濟(jì)和有效的輔助性保護(hù)措施。
　　混凝土涂覆基本上可以分為侵入型和隔離型兩種。侵入型涂料不能在混凝土表面成膜，不會(huì)形成隔離層，也不能充滿混凝土毛細(xì)孔隙，但是它能顯著降低混凝土的吸水性。而隔離型涂料可以使混凝土和侵蝕型介質(zhì)隔離。
　　噴涂聚脲彈性體(以下簡(jiǎn)稱SPUA)技術(shù)是國(guó)外近十年來(lái)，繼高固體分涂料、水性涂料、光固化涂料、粉木涂料等低(無(wú))污染涂裝技術(shù)之后，為適應(yīng)環(huán)保需求而研制、開(kāi)發(fā)的一種新型無(wú)溶劑、無(wú)污染的施工技術(shù)，與傳統(tǒng)涂料及噴涂聚氨酯技術(shù)相比，SPUA技術(shù)具有以下優(yōu)點(diǎn)：
　�。�1）材料本身具有優(yōu)異的物理性能，硬度隨意可調(diào)，以滿足不同環(huán)境的需求；
　�。�2）固化快，可在任意曲面、垂直面及頂面連續(xù)噴涂而不產(chǎn)生流掛現(xiàn)象，一次施工即可達(dá)到厚度要求，克服多層施工的諸多不便，大大縮短施工周期；
　�。�3）對(duì)濕度溫度不敏感。由于聚脲化學(xué)的反應(yīng)速度比木快得多、在實(shí)際施工時(shí)不受環(huán)境濕度的影響。此外、該技術(shù)可在—28℃的寒冷環(huán)境下施工且正常固化，適應(yīng)性極強(qiáng)；
　�。�4）100％固含量，不含有機(jī)揮發(fā)物，無(wú)毒害作用，符合環(huán)保要求；
　�。�5）原形再現(xiàn)性好、無(wú)接縫、美觀實(shí)用；
　　（6）耐候性好、耐紫外線、耐冷熱沖擊、耐風(fēng)霜雨雪，在戶外長(zhǎng)期使用不粉化、不開(kāi)裂、不脫落；
　　（7）附著力好，即使是凝膠時(shí)間只有3s的快體系，在鋼、鋁、混凝土等各類常見(jiàn)底材上也具有優(yōu)良附著力；
　　（8）具有良好的熱穩(wěn)定性，可在150℃下長(zhǎng)期使用，可承受350℃的短時(shí)熱沖擊。
　　SPUA技術(shù)將聚脲的優(yōu)異性能和快速噴涂、現(xiàn)場(chǎng)固化的施工技術(shù)有機(jī)地結(jié)合在一起，使其在工程應(yīng)用中顯示出無(wú)可比擬的優(yōu)越性。眾所周知，通用的聚氨酯、環(huán)氧或不飽和聚酯涂料必須進(jìn)行多道施工，而且施工間隔長(zhǎng)達(dá)12h～24h，效率極低。SPUA技術(shù)則不同，由于其快速的固化反應(yīng)，層間施工間隔只需幾分鐘，2h～3h即可投入使用。該技術(shù)還有一個(gè)顯著特點(diǎn)就是100％固含量，只要正確使用，無(wú)論是施工期間，還是材料投入使用后，涂層均不產(chǎn)生有害物質(zhì)和刺激性氣味，對(duì)環(huán)境保護(hù)極為有益，屬新型環(huán)境友好型材料。SPUA材料可以完全或部分替代傳統(tǒng)的聚氨酯、聚氨酯/聚脲、環(huán)氧樹脂、不飽和聚酯以及聚烯烴類化合物。近海及各類海岸設(shè)施長(zhǎng)期處于惡劣的海洋環(huán)境腐蝕之中，對(duì)配套的保護(hù)材料要求很高。而SPUA材料具有很好的耐鹽霧、耐海水、耐大氣老化性能，加之施工速度快，因此可廣泛用于海洋防腐領(lǐng)域。
　　4.3使用耐腐蝕鋼筋
　　采用耐腐蝕鋼筋對(duì)混入型和滲入型氯離子的防護(hù)都是很有效的。從效果和經(jīng)濟(jì)綜合考慮，目前的研究和應(yīng)用熱點(diǎn)是環(huán)氧涂層鋼筋，因?yàn)榄h(huán)氧涂層鋼筋是在嚴(yán)格控制的鋼廠流水線上涂覆的，一般可以保證涂層高質(zhì)量，涂層可以將鋼筋與周圍的混凝土隔開(kāi)，即使氯離子和氧氣等已經(jīng)大量侵入混凝土，它還是可以長(zhǎng)期保護(hù)鋼筋，使鋼筋免遭腐蝕。
　　4.4鋼筋阻銹劑
　　鋼筋阻銹劑通過(guò)影響鋼筋和電介質(zhì)之間的電化學(xué)反應(yīng)，可以有效地阻止鋼筋腐蝕發(fā)生，因?yàn)樽桎P劑的作用可以自發(fā)地在鋼筋表面上形成，只要有致鈍環(huán)境，即使鈍化膜破壞也可以自行再生，自動(dòng)維持，這不僅優(yōu)于任何人為涂層，而且經(jīng)濟(jì)、簡(jiǎn)便。
　　實(shí)踐證明，拌制混凝土?xí)r摻加阻銹劑也是預(yù)防惡劣環(huán)境中鋼筋腐蝕的一種經(jīng)濟(jì)有效的補(bǔ)充措施，亞硝酸鹽是近二十年來(lái)已經(jīng)大規(guī)模應(yīng)用的鋼筋阻銹劑。
　　5結(jié)論
　　混凝土結(jié)構(gòu)的侵蝕破壞己成為影響耐久性最主要原因之一，給國(guó)民經(jīng)濟(jì)帶來(lái)了巨大損失，必須充分認(rèn)識(shí)到防腐工作的重要性。混凝土侵蝕破壞是多種因素綜合作用的結(jié)果。既有混凝土內(nèi)部缺陷及材料性質(zhì)的因素，也是一個(gè)和環(huán)境相互作用的過(guò)程。應(yīng)綜合考慮多方面的因素的協(xié)同效應(yīng)，特別要注意的是氯離子對(duì)混凝土結(jié)構(gòu)的侵蝕。通過(guò)提高混凝土密實(shí)度，減小水膠比，添加外加劑，摻高爐礦渣、粉煤灰、硅灰等，嚴(yán)格控制施工質(zhì)量，綜合考慮經(jīng)濟(jì)、安全因素，增強(qiáng)混凝土結(jié)構(gòu)的抗侵蝕能力。
　　
　　參考文獻(xiàn)：
　　[1]洪定海．混凝土中鋼筋的腐蝕與保護(hù)，第1版．北京：中國(guó)鐵道出版社，1998，1～8
　　[2]洪乃豐．混凝土中鋼筋腐蝕與防護(hù)技術(shù)（1）——鋼筋腐蝕危害與對(duì)混凝土的破壞作用．工業(yè)建筑，1999（8）：8～11
　　[3]向曉峰，郭志昆．海工混凝土結(jié)構(gòu)的腐蝕與防護(hù)混．混凝土，2004（2）：17～21
　　[4]洪乃豐，混凝土中鋼筋腐蝕與防護(hù)技術(shù)（3）——鋼筋腐蝕危害與對(duì)混凝土的破壞作用．工業(yè)建筑，1999（10）：7～9
　　[5]謝祥明，林建偉．鋼筋混凝土抗海水中氯離于腐蝕的試驗(yàn)研究．混凝土，2002（12）：27～29
　　[7]胡力平．日本韓國(guó)海工高性能混凝土研究及發(fā)展趨勢(shì)．中國(guó)港灣建設(shè)，2002（3）：1～3
　　[8]黃微波．噴涂聚脲彈性體技術(shù)在我國(guó)的發(fā)展．涂料工業(yè)，2000（6），Vol.14，No.12：33～35
　　[9]王寶柱．噴涂聚脲彈性體技術(shù)的應(yīng)用．聚氨酯工業(yè)，2000（4），Vol.15，No.2：5～8