随着时间的推移，钢筋与其所处环境之间会产生自然化学或电化学反应，这便是锈蚀的成因，这一过程会导致钢筋劣化。全球每年因此而造成的成本估计超过1.8万亿美元，该数字凸显了腐蚀这一过程极具经济破坏性，尽管发生得无声无息。

 

钢筋出现锈蚀后，其体积大于原始钢材，造成混凝土内部应力。这会导致混凝土开裂、污染和剥落，严重损害混凝土结构的完整性和安全性。

 

导致锈蚀的因素

 

当混凝土首次浇筑时，其高碱性在硬化过程中会在钢筋表面形成一层化学性质相对稳定的氧化铁膜（Fe2O3），这层膜能保护钢筋免受锈蚀。然而，在硬化过程中，混凝土也会形成微小的孔隙，水和腐蚀性物质渗透到这些孔隙，随着时间的推移，这些孔隙会逐渐形成微裂缝，并进一步造成混凝土劣化。

 

诸如碳化、氯离子侵入或环境因素等会加速裂缝的形成，破坏保护性的氧化铁层，并最终导致钢筋锈蚀。

 

01碳化

 

大气中的二氧化碳渗透到混凝土中，降低其pH值，破坏钢筋上的氧化铁层。这一过程称为碳化，它降低了混凝土的碱性，使其保护钢筋的能力减弱。随着时间的推移，特别是在二氧化碳（CO2）浓度高的环境中，这会导致钢筋开始受到锈蚀。

 

02氯离子侵入

 

来自诸如除冰盐和海洋环境的氯离子特别具有侵蚀性。氯离子通过裂缝和孔隙渗透到混凝土中，接触到钢筋并引发锈蚀。这些离子破坏了保护层，导致局部腐蚀和点蚀，这对结构造成的损害尤为严重。

 

03环境因素

 

在高湿度、高盐度和腐蚀性化学物质较多的沿海地区和工业区，会加快锈蚀速度。例如，墨西哥湾沿岸地区的建筑物会经历高环境温度和湿度，接触严重的土壤盐分以及地下水中的硫酸盐，所有这些都使得该地区的环境具有强烈的腐蚀性。

 

 

 

传统的防锈蚀方法

有如下几种传统方法可以用来减轻钢筋锈蚀，尽管效果各不相同：

 

01阴极保护

 

阴极保护是一种昂贵的技术，它将钢筋表面的活跃区域转变为化学性质稳定的区域，使其成为电化学电池的“阴极”。阴极保护有两种类型：外加电流保护和牺牲阳极保护。外加电流保护使用外部电源来保护金属，这种技术可以主动地驱动阴极反应，减缓金属的腐蚀过程；而牺牲阳极保护则使用由牺牲金属制成的人工阳极来保护原始钢筋，牺牲阳极比钢筋更容易腐蚀，因此在电化学反应中，它会被优先腐蚀，从而保护钢筋不受锈蚀。

 

02缓蚀外加剂

 

该方法将化学物质添加到混凝土混合物中以减缓锈蚀过程。它们通过在钢筋上形成保护膜或通过化学反应中和腐蚀性物质来发挥作用。虽然这些缓蚀剂在延迟锈蚀开始时有效，但它们提供的保护只是临时性的，尤其是在恶劣的环境中时，其保护效果较为有限。

 

03防腐蚀涂层

 

将环氧树脂这类的防腐蚀涂层涂覆在钢筋上，以防止水分和氯离子接触到钢材。这些涂层能够起到物理屏障的作用，但在施工过程中容易受损，而且可能会随时间而发生劣化。如果涂层受损，由于暴露面积较小，可能会在受损部位以更快的速度发生局部腐蚀。

 

尽管这三种方法普遍使用，但它们在长期防止腐蚀方面都存在不足，这导致混凝土结构需要持续维护，并且在生命周期内付出较高的成本。

 

下篇将会为您带来更优防锈蚀的方法。