摘要:結(jié)合天津地鐵2號線沙柳路站的具體施工情況，論述了硫酸鹽、氯離子等對鋼筋混凝土的腐蝕機(jī)理，并介紹了相應(yīng)的防護(hù)措施，以提高地鐵鋼筋混凝土的耐久性。

關(guān)鍵詞:混凝土，硫酸鹽，氯離子，腐蝕 鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)的耐久性問題一直沒有得到很好的解決，為此這方面的研究日益受到重視，外界惡劣環(huán)境的侵蝕，會使混凝土保護(hù)層受損、開裂和剝落，從而使混凝土內(nèi)的鋼筋產(chǎn)生銹蝕，降低構(gòu)件的耐久性和結(jié)構(gòu)的安全性，特別是沿海地區(qū)的地下混凝土結(jié)構(gòu)中的鋼筋銹蝕更為嚴(yán)重。文中結(jié)合天津地鐵2號線的沙柳路站的具體施工情況對鋼筋混凝土的防腐性進(jìn)行分析。 1 工程概況和地質(zhì)特點 沙柳路站位于河?xùn)|區(qū)衛(wèi)國道與沙柳路交口處，主體采用現(xiàn)澆鋼筋混凝土箱形結(jié)構(gòu)形式;車站采用明挖順作法施工。本工程巖土工程勘察報告顯示，水質(zhì)表層地下水對鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)中的鋼筋具有中等腐蝕性，對鋼結(jié)構(gòu)具有中等腐蝕性;微承壓水對混凝土結(jié)構(gòu)具硫酸鹽中等腐蝕性，對鋼結(jié)構(gòu)具有中等腐蝕性。 依據(jù)GB50307-1999地下鐵道、輕軌交通巖土工程勘察規(guī)范的規(guī)定，進(jìn)行了腐蝕性試驗得:主要腐蝕由硫酸鹽和氯離子引起的，其中SO42-最高濃度2291mg/L，Cl-最高濃度4006mg/L。它們交互作用，對鋼筋混凝土形成侵蝕，影響其耐久性能。 2 鋼筋混凝土腐蝕機(jī)理的分析 2.1 硫酸鹽對混凝土腐蝕作用機(jī)理 Na2SO4，MgSO4等硫酸鹽與混凝土中水泥的水化產(chǎn)物Ca(OH)2反應(yīng)生成: 1)鈣礬石(3CaO·Al2O3·3CaSO4·31H2O)，一種針狀結(jié)晶體，固相體積是原來的1.5倍，由于是在固化了的混凝土中發(fā)生反應(yīng)。因此，在混凝土內(nèi)形成膨脹應(yīng)力而引起混凝土結(jié)構(gòu)的破壞。 2)Mg(OH)2，一種白色松軟的不定形物質(zhì)，會使水泥漿體的結(jié)構(gòu)遭到破壞。 3)氯化鈣和石膏，其溶于水后會造成混凝土的浸析增加。 4)硅酸鎂水化物，其與硅酸鈣水化物的取代反應(yīng)會使混凝土強(qiáng)度下降。 2.2 氯離子對鋼筋的腐蝕作用機(jī)理 混凝土在水化作用時，水泥中氯化鈣生成氫氧化鈣，使混凝土中含有大量的OH-，使pH值一般可達(dá)到12~14，鋼筋在這樣的高堿環(huán)境中，表面容易生成一層致密的鈍化膜。研究結(jié)果表明，這種鈍化膜能阻止鋼筋的銹蝕，只有這層膜遭到破壞后，鋼筋才開始銹蝕。 2.2.1 破壞鈍化膜 鈍化膜只有在高堿性環(huán)境中才是穩(wěn)定的。當(dāng)pH值小于一定的數(shù)值時，就會難以生成鈍化膜或已經(jīng)生成的會逐漸受損。Cl-進(jìn)入混凝土中并到達(dá)鋼筋表面，局部鈍化膜開始破壞，發(fā)生鋼筋腐蝕。 2.2.2 氯離子導(dǎo)電作用 由于混凝土結(jié)構(gòu)中氯離子的存在，降低了陰極、陽極間的電阻，強(qiáng)化了離子通路，提高了腐蝕電流的效率，從而加速了鋼筋的電化學(xué)腐蝕過程。 2.2.3 形成腐蝕電流 Cl-對鋼筋表面鈍化膜的破壞，使某些部位露出鐵基本體，與尚完好的鈍化膜區(qū)域之間構(gòu)成電位差。大面積的鈍化膜區(qū)作為陰極發(fā)生還原反應(yīng)，鐵基體作為陽極而受到腐蝕。腐蝕由局部開始逐漸在鋼筋表面擴(kuò)展。 2.2.4 氯離子的陽極去極化作用 加速陽極過程者，稱做陽極去極化作用，Cl-具有這樣的作用:陽極:Fe—2e=Fe2+，Cl-與Fe2+相遇生成FeCl2，使Fe2+消失，從而加速陽極反應(yīng)。但是FeCl2是可溶的，在向混凝土內(nèi)擴(kuò)散遇到氫氧根離子發(fā)生反應(yīng)，最后可氧化成鐵的氧化物。在這個過程中，Cl-只起“搬運”作用，而不被“消耗”。因此，混凝土中的Cl-會周而復(fù)始的起破壞作用。 2.2.5 與水泥的作用對鋼筋的銹蝕影響 在一定的條件下，氯鹽可與水泥中的鋁酸三鈣生成不溶性“復(fù)鹽”，可以降低Cl-含量，同時降低硫酸鹽與鋁酸三鈣作用而發(fā)生“膨脹”破壞。但當(dāng)混凝土的堿度降低時，“復(fù)鹽”會分解重新釋放出Cl-，對鋼筋產(chǎn)生腐蝕。