廣州銻檢測(cè)-銻第三方檢測(cè)機(jī)構(gòu)

  鋼筋混凝土因強(qiáng)度高、施工方便、節(jié)能經(jīng)濟(jì)等優(yōu)點(diǎn)被廣泛應(yīng)用于建筑工程中，但是由于各種環(huán)境因素會(huì)導(dǎo)致其過(guò)早失效，采取一些鋼筋保護(hù)措施就顯得尤為重要了。

  目前常用的手段有：采用特種鋼筋、涂層防護(hù)、陰極保護(hù)、鋼筋阻銹劑等。在鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)中應(yīng)用鋼筋阻銹劑目前得到了普遍認(rèn)可和廣泛的認(rèn)同，該方法應(yīng)用簡(jiǎn)單且被工程實(shí)踐證明經(jīng)濟(jì)有效。

  阻銹劑的阻銹機(jī)理

  鋼筋銹蝕主要是由于氯鹽的侵蝕發(fā)生電化學(xué)腐蝕反應(yīng)，阻銹劑可通過(guò)提高腐蝕電位降低鐵基體陰陽(yáng)極得失電子能力或增大電子轉(zhuǎn)移通道歐姆電阻減小腐蝕電流密度達(dá)到抑制或減緩電化學(xué)腐蝕的效果。

  提高腐蝕電位可增強(qiáng)鋼筋的耐腐蝕能力使鋼筋不易被腐蝕，增大歐姆電阻可減小腐蝕電流密度降低腐蝕速率。通過(guò)摻入或遷移作用，阻銹劑在混凝土內(nèi)鋼筋界面發(fā)生反應(yīng)形成吸附膜或鈍化膜從而有效抑制電化學(xué)腐蝕反應(yīng)過(guò)程。

  因此，鋼筋阻銹劑定義為：在混凝土加入少量的能有效抑制或延緩腐蝕發(fā)生并降低鋼筋的腐蝕速率的化學(xué)物質(zhì)。

  阻銹劑的種類多樣，其分類方法也很多，按形態(tài)可分為水劑型和粉劑型阻銹劑；按主要化學(xué)成分可分為有機(jī)型、無(wú)機(jī)型和混合型阻銹劑；按添加方式不同可分為遷移型和摻入型阻銹劑；按作用機(jī)理可分為陰極型、陽(yáng)極型和復(fù)合型阻銹劑。下面主要介紹這三類阻銹劑的作用機(jī)理和相關(guān)應(yīng)用。

  1、陽(yáng)極型阻銹劑

  陽(yáng)極型阻銹劑通過(guò)阻止或減緩電化學(xué)陽(yáng)極失電子過(guò)程抑制鋼筋腐蝕，主要是無(wú)機(jī)鹽類有鉻酸鹽、鉬酸鹽和亞硝酸鹽等。這類物質(zhì)通常具有氧化性，可在金屬表面反應(yīng)生成致密的鈍化膜增加膜電阻作用減緩陽(yáng)極的得失電子速率，進(jìn)而抑制電化學(xué)腐蝕總反應(yīng)過(guò)程。

  如亞硝酸鈣阻銹劑，失去電子的亞鐵離子在堿性環(huán)境下和亞硝酸根離子發(fā)生化學(xué)反應(yīng)，產(chǎn)生沉淀并在鋼筋表面形成鈍化膜Fe2O3或γ-FeOOH，其抑制陽(yáng)極過(guò)程發(fā)生反應(yīng)如下：

  2Fe2++2OH-+2NO2-→2NO↑+Fe2O3+H2O

  Fe2++OH-+NNO2-→ON↑+γ-FeOOH

  上述反應(yīng)只有在堿性環(huán)境下進(jìn)行，隨著氯離子侵蝕以及反應(yīng)的消耗OH-減少pH值降低，此類阻銹劑失去阻銹作用，研究表明在pH值大于6.0時(shí)的堿性環(huán)境下亞硝酸鹽才表現(xiàn)出很好的阻銹效果。氯離子的侵蝕可導(dǎo)致pH值降低并影響到亞硝酸鹽的阻銹效果，因此[Cl-]/[NO2-]的比值與阻銹效果密切相關(guān)。

  在海洋環(huán)境下或氯鹽較高的條件下，這類阻銹劑應(yīng)保證足夠的用量，否則可能引起加速腐蝕現(xiàn)象。因此，此類阻銹劑又被稱為“危險(xiǎn)性”阻銹劑，而且亞硝酸鹽是致癌物質(zhì)其使用受到一定的限制，在德國(guó)、瑞士已禁止使用亞硝酸鹽阻銹劑。

  2、陰極型阻銹劑

  陰極型阻銹劑通過(guò)阻止或減緩電化學(xué)陰極得電子能力抑制鋼筋腐蝕，主要是表面活性劑有磷酸鹽、鋅酸鹽和高級(jí)脂肪酸銨鹽等。

  這類阻銹劑主要通過(guò)與混凝土液相中某些離子發(fā)生反應(yīng)生成不溶性鹽在陰極區(qū)表面成膜或吸附有效隔離水、氣和有害離子的侵入保護(hù)鋼筋。如單氟磷酸鈉，Na2PO3F與Ca（OH）2反應(yīng)生成不溶性磷灰石Ca5（PO4）F覆蓋在陰極表面減緩氧的溶解，抑制腐蝕的陰極反應(yīng)。其抑制陰極過(guò)程發(fā)生反應(yīng)如下：

  5Ca（OH）2+3Na2PO3F+3H2O→Ca5（PO4）3F+2NaF+4NaOH+6H2O

  陰極型阻銹劑無(wú)毒無(wú)危害，但如果要達(dá)到明顯的阻銹效果就必須有足夠的不溶性鹽成膜或吸附在陰極區(qū)表面，阻銹劑的用量比較大且價(jià)格比較昂貴。陰極型阻銹劑單獨(dú)使用時(shí)阻銹效果不佳，不利于的市場(chǎng)應(yīng)用和推廣。

  3、復(fù)合型阻銹劑

  復(fù)合型阻銹劑主要是通過(guò)阻止或減緩電化學(xué)陰、陽(yáng)極得失電子能力抑制鋼筋腐蝕，主要由幾種氧化型、可生成難溶鹽型、抑制電子轉(zhuǎn)移型等物質(zhì)經(jīng)過(guò)合理搭配復(fù)合而成。

  復(fù)合型阻銹劑的阻銹效果與各組分的構(gòu)成相關(guān)，其有效成分可牢固的吸附在金屬表面形成一層致密的分子層保護(hù)膜，不僅抑制陽(yáng)極的溶解，還為陰極提供保護(hù)屏障，可有效阻止鋼筋的腐蝕。

  如遷移型阻銹劑（MCI），其有效成分通過(guò)擴(kuò)散遷移至鋼筋表面，其含N的親水基團(tuán)與Fe離子形成螯合物分子層保護(hù)膜吸附在鋼筋表面，非極性基團(tuán)形成疏水屏障，將有害離子、水、氧與基體隔離。

圖1為MCI有效組分的化學(xué)吸附成膜過(guò)程。