钢筋阻锈剂应用与展望

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1、钢筋阻锈剂的应用与展望高颖波1，胡娟1刘青1董士刚2杜荣归1,收稿日期：2015-00-00基金项目：国家自然科学基金（Nos.21073151,21173177,21203158）*通信作者：rgdu@xmu.edu.cn.林昌健1（1厦门大学化学化工学院化学系，福建厦门361005；2厦门大学能源学院，能源研究院，福建厦门361102）摘要钢筋腐蚀造成钢筋混凝土构筑物提前失效是现代社会迫切需要解决的严重问题。使用钢筋阻锈剂是控制混凝土中钢筋腐蚀的有效措施，具有重要的经济和社会意义。本文综述了钢筋阻锈剂性能及其阻锈机理，特别是评述了不同类别钢筋阻锈剂的研究进展和应用前景

2、。指出开发新型、高效、环境友好的复合型阻锈剂是今后的重点研究方向。关键词钢筋；混凝土；腐蚀；阻锈剂；阻锈机理中图分类号:TG174文献标识码：A钢筋混凝土以其成本低廉、结构坚固耐用和材料来源广泛等优点成为现代社会建筑领域应用广泛的材料，为国民经济建设发挥着巨大作用。但是，由于钢筋腐蚀造成混凝土结构的提前失效也给当代社会带来巨大的经济损失和危害[1]，是当今世界各国迫切需要解决的严重问题。正常情况下，混凝土中孔隙液为高碱性的饱和Ca(OH)2溶液，可使混凝土中钢筋表面形成一层钝化膜而免受腐蚀[2,3]。造成钢筋腐蚀的主要原因是由于环境介质中Cl-、CO2、SO2等物质对钢筋

3、混凝土的侵蚀[4,5]。例如，空气中的CO2等酸性气体扩散到混凝土中与其孔隙液的Ca(OH)2发生中和反应，导致孔隙液的pH值降低[5]，可能使钢筋的钝态受到破坏而发生腐蚀；来自材料本身或环境中的Cl-等侵入到钢筋/混凝土界面可引起钢筋去钝化[4]。当影响钢筋腐蚀的因素超过一定的临界条件后，钢筋就会去钝化而发生腐蚀，并可能导致混凝土结构被破坏[6]。　在许多侵蚀性强的环境中，即使是高质量的混凝土也难以长期保持其中钢筋的钝化。因此，采取一些保护钢筋的措施是十分必要的。这些措施包括使用耐腐蚀钢筋（如镀锌钢筋和环氧涂层钢筋）[7,8]，涂层保护[9]，电化学保护[7,10]和使

4、用钢筋阻锈剂[2,3,11-14]。其中，阻锈剂具有用量少、价格低廉、使用方便和适用范围广等特点，是控制钢筋腐蚀的一种经济且有效的方法[15]。其应用前景广阔，至今仍然是腐蚀控13制领域的的研究热点[16]。虽然上世纪70年代已应用阻锈剂控制混凝土中钢筋的腐蚀[17]，但早期的研究和应用进展缓慢。随着混凝土中钢筋腐蚀现象越来越普遍和严重，钢筋阻锈剂的研究和应用也得到了较快的发展。本文将简要介绍国内外钢筋阻锈剂的发展概况，重点评述近年来复合型钢筋阻锈剂的研究和应用的新进展。1钢筋阻锈剂的分类钢筋阻锈剂是指应用于混凝土中防止或减缓钢筋腐蚀的缓蚀剂。因此，其分类基本沿用缓蚀剂的

5、分类法[17]。例如：按化学成分可分为无机阻锈剂和有机阻锈剂；按作用机理，分为阳极型阻锈剂、阴极型阻锈剂和混合型阻锈剂[18]；按阻锈剂在钢筋表面形成保护膜特征可分为吸附型阻锈剂、沉淀型阻锈剂和氧化膜型阻锈剂[17]。但是，钢筋阻锈剂的应用有其自身特点。按照在混凝土中的应用方式，钢筋阻锈剂又可分为添加型阻锈剂和迁移型阻锈剂两类[17]。掺入型阻锈剂，也叫添加型阻锈剂，指直接添加到新拌制的混凝土中的缓蚀剂，使用较方便[19]。但掺入型阻锈剂在混凝土中应用有其局限性：若阻锈剂无效，则难以使用别的阻锈剂替换；若阻锈剂大量消耗，则难以补充；如果阻锈剂有害，也难以移除[19]。迁移

6、型阻锈剂也叫渗透型（或渗入型）阻锈剂，用于直接涂覆在混凝土表面，通过穿透混凝土层，到达钢筋/混凝土界面起到阻锈作用[12,14]。这类阻锈剂主要用于钢筋混凝土结构的修复[12-14]。随着研究的深入，阻锈剂的种类越来越繁多，目前的各种分类方法都具有一定的局限性，今后还可能有不同分类方法。2钢筋阻锈剂的应用及研究进展钢筋阻锈剂虽已经历了长期的研究和应用，但只是在近30年来才得到较快的发展。中国的发展明显落后于发达国家。至今，已有多种商业阻锈剂应用于实际混凝土结构中。前苏联、日本和美国是较早使用钢筋阻锈剂的国家[20]。日本为解决河砂缺乏的问题，从20世纪40年代开始利用海砂

7、。为解决氯盐对钢筋腐蚀问题，钢筋组锈剂的研究和应用也得到了相应的发展。1973年首次应用钢筋阻锈剂于冲绳发电站钢筋混凝土结构中。此后，其用量猛增，对钢筋阻锈剂的使用还制定了相关标准[20]。美国最初大力推荐使用环氧树脂涂层钢筋，但其工艺的经济指标和环保指标均不能令人满意。经大量的试验和测试后，于20世纪70年代后期开始使用钢筋阻锈剂，80年代中后期进行了推广[21]。我国在20世纪60年代就有人利用NaNO2作为钢筋阻锈剂的成分，试用于混凝土中，但没有获得真正的应用。13直到近20年来才有较多的关于钢筋阻锈剂的研究，但其应用还