1、海砂混凝土及钢筋锈蚀防护海砂混凝土及钢筋锈蚀防护目录目录一、意义二、海砂对混凝土的危害三、海砂混凝土应用技术规范有关规定四、海砂混凝土的耐久性措施一、意义一、意义1. 资源匮乏必然的趋势目前我国年生产水泥混凝土约25亿m3，加上砂浆及其他用途，每年需要30亿t以上的建筑用砂。作为混凝土细骨料的河砂资源供不应求的矛盾日益突出。 许多地方已经出现河（江）砂资源匮乏的情况；同时，为防止河（江）砂的过度开采对自然景观和生态环境带来严重破坏，各地已逐渐采取措施加以限制。 为了解决河沙供需矛盾，人们把眼光投向了占地球面积70.8%的海洋，合理开发利用海砂资源已经成为一个难以避免的选择。 北京的香山方圆16
2、0 公顷, 最高峰海拔557 米, 体积约45 亿立方米 ,假定都是岩石, 则约有6. 8亿吨2009 年我国水泥产量约16亿吨, 约消耗砂石100亿吨阵:一年消耗掉的砂石就约相当于14. 7座香山的体积。 离北京最近的河北省三河县的石料场, 和十几年前相比, 已不见了好几座山头近年来混凝土用砂石.资源已经十分紧张, 尤其是天然砂的无节制开采已威胁到我们环境的生态平衡. 天然资源不可再生, 必须!省吃俭用才能维持长久 在河南汝河郏县王集段和襄县十里铺段的河道上，近百条私人在河南汝河郏县王集段和襄县十里铺段的河道上，近百条私人采沙船在河道上大肆挖沙，河道两岸的植被遭到破坏，防洪河堤多采沙船在河道
3、上大肆挖沙，河道两岸的植被遭到破坏，防洪河堤多处塌陷，水土流失给河道防洪带来安全隐患。处塌陷，水土流失给河道防洪带来安全隐患。 非法采沙船只在河南汝河河道上采 因河道过度采沙，河南汝河襄县十因河道过度采沙，河南汝河襄县十里铺段的防洪堤出现多处塌陷里铺段的防洪堤出现多处塌陷河南汝河襄县十里铺段汝河防洪堤出现河南汝河襄县十里铺段汝河防洪堤出现多处塌陷多处塌陷2007年6月15日凌晨5时5分,连接佛山南海和鹤山市的325国道九江大桥在采砂船的猛撼下瞬间轰然坍塌。2013年5月12日4时20分许，一万吨船（12500吨石灰石由铜陵驶往福建罗源 ）碰擦南京长江大桥六孔与七孔之间的桥墩后，在大桥下游3.5
4、公里处的北岸岸边浅滩处沉没，船上18名船员全部获救，大桥暂无恙。 海砂在建筑用砂砾石资源中的比重越来越大。英国、丹麦、挪威、瑞典、比利时、加拿大、澳大利亚、新西兰、日本、韩国、土尔其和印度等国家以及我国的台湾地区，在海砂应用于工程建设方面已有多年的历史和应用经验。河砂、陆砂资源短缺的日本，早在20 世纪40 年代就已经开始利用海砂配制混凝土了，特别是20 世纪80 年代到90 年代，日本海砂的利用量所占建筑用砂的比例高达30%。2. 海砂的定义行业标准海砂混凝土应用技术规范JGJ 206-2010将“海砂”定义为：出产于海洋和入海口附近的砂，包括滩砂、海底砂和入海口附近的砂。将“入海口附近的砂
5、”纳入海砂的范畴，解决了长期以来对江河入海口附近的所谓“咸水砂”是否属于海砂问题的争论。入海口是河流与海洋的汇合处，淡水和海水的界线不易分明，且随着季节发生变化，本着从严控制的原则，故将入海口附近的砂纳入海砂范畴。 “海砂混凝土”定义为：细骨料全部或部分采用海砂的混凝土。 这样一来，凡是掺有海砂的混凝土，无论掺加比例多少，都视为海砂混凝土，这也体现了“从严控制”的原则。 经脱盐后的海砂可作为建筑材料使用，广泛用于城市建设、公路、铁路和桥梁等混凝土结构建筑。海底砂海滩砂海水倒灌砂 我国东、南两向与海洋相连，拥有长达18000km 的海岸线，海砂资源丰富，各类砂体面积达34.2 万km2，浅海海砂
6、储量约1.6 万亿t。 20 世纪3040 年代，我国局部地区曾将海砂用于临时建筑；70年代末，个别沿海城市开始出现使用海砂的建筑结构，但规模较小。 近年来我国海砂开采业迅猛发展。据不完全统计，2003年我国海砂开采约9000多万吨，其产值达22.5亿元。 开采海砂解决了沿海地区工程建设用砂的紧张状况，在一些沿海城市中，海砂已经成为工程建设用砂的重要来源。目前，宁波、舟山地区的建筑用砂90%以上为海砂。采砂船宁波 舟山 海砂采集与淡化 运砂船 固定塔架 吸砂管道 出砂口和滚筛卷扬机和运砂船 岸上淡化 船上淡化二、海砂二、海砂 对混凝土的危害对混凝土的危害1. 海砂中有害物质我国沿海一带海砂资源
7、丰富，挖掘潜力大。与河砂相比，海砂有其独特的优点： 含泥量低； 细度模数适中，级配良好； 来源丰富，贮存量大，成本低。海砂中含有大量对钢筋混凝土结构建筑耐久性不利的物质，这些有害物质及其危害主要有：(1) 海砂中含有大量氯盐会导致混凝土中钢筋锈蚀。一般情况下氯离子超标的海砂建筑，在不到10年的使用时间里就可能出现钢筋锈蚀问题。氯化物的存在会使钢筋表面的钝化膜遭受破坏，进而在钢筋表面形成腐蚀电池，产生电化学腐蚀，钢筋不断腐蚀产生的锈蚀产物因体积增大47 倍，会在钢筋周围产生张应力，积累到一定时候，会造成混凝土保护层的剥落或钢筋开裂。(2)海砂中的硫酸盐危害。硫酸盐会与混凝土孔隙内生成水化硫铝酸钙
8、，膨胀，导致混凝土的胀裂和剥落。海砂中其他的盐类物质在混凝土中会发生结晶膨胀，可能引发混凝土发生体积稳定性问题，导致混凝土结构的开裂。(3) 海砂含有贝壳等物质。会明显降低混凝土的和易性，混凝土的抗拉、抗折、抗压强度等力学性能，以及混凝土的抗冻性、抗磨性、抗渗性等耐久性能均有所降低，甚至还会影响混凝土的体积稳定性。(4) 海砂含有蛋白石、燧石等矿物质和钠、钾等碱金属，是导致混凝土产生碱-骨料反应的重要因素，从而使混凝土结构的耐久性和安全性降低。(5) 海砂中含有硫和磷等有害物质，这些物质含量高时可能会使混凝土的强度降低 15%以上。 一些地方目前仍然存在偷用、误用或不合理利用海砂的情况。海砂混
9、凝土应用技术规范JGJ206-2010规定钢筋混凝土用海砂要用淡水冲洗，且氯离子含量不应大于0.03%。 部分砂商为了节省成本，采用了海水冲洗海砂，或者冲洗达不到标准要求。为此，需要加强宣传和贯彻相关标准规范的执行力度，让广大工程技术人员认识到使用未经净化处理海砂的极大危害性，促使其科学、合理地利用海砂，满足工程建设的需要。 2013年3月，深圳海砂危楼事件经曝光后引起强烈反深圳海砂危楼事件经曝光后引起强烈反响。响。 深圳海砂事件进展：深圳海砂事件进展：31家混凝土公司遭严处。家混凝土公司遭严处。 深圳多处建筑工地使用不合格海砂混凝土深圳多处建筑工地使用不合格海砂混凝土 采砂老板采砂老板设法规
10、避检测设法规避检测 。2. 混凝土中钢筋的电化学腐蚀混凝土中钢筋的电化学腐蚀铁在热力学上是不稳定的，有力图恢复为原来能量较低、更为稳定的氧化物的倾向。铁在环境作用下，进行这种自发的释放能量的氧化过程就是铁的腐蚀。钢铁的腐蚀形式有多种，混凝土中钢的腐蚀是通过电化学途径实现的。 铁铁的自然循环的自然循环 炼钢矿化铁矿石钢铁生锈钢铁热力学自发过程（热力学第二定律）铁锈（1）金属）金属为何会发生腐蚀？为何会发生腐蚀？（2）硅酸盐水泥对钢筋的防锈保护）硅酸盐水泥对钢筋的防锈保护 硅酸盐水泥水化时会在孔溶液中生成大量 Ca(OH)2，使得混凝土孔溶液可以保持高碱性（pH值为12.513）。在碱性环境中，钢
11、筋表面会很快生成一层致密的、厚度约为210nm的尖晶石固溶体 Fe3O4-Fe2O3膜。 钝化膜在高碱性环境下可以稳定存在并保护钢筋不被有害离子侵蚀。 由碳化等原因造成的pH值降低会导致钢筋表面钝化膜的分解，加速电化学腐蚀反应，引发钢筋锈蚀。在氯离子作用下，即使在高碱性环境中，也可能导致钢筋锈蚀。（3）氯化物导致钢筋锈蚀的作用机理）氯化物导致钢筋锈蚀的作用机理1）破坏钝化膜）破坏钝化膜 水泥水化的高碱性（水泥水化的高碱性（pH12.6），使其内钢筋表），使其内钢筋表面产生一层致密的钝化膜，这是混凝土中钢筋正面产生一层致密的钝化膜，这是混凝土中钢筋正常情况下不受锈蚀的主要原因。然而，此钝化膜常情
12、况下不受锈蚀的主要原因。然而，此钝化膜只有在高碱性环境中才是稳定的，这一点十分重只有在高碱性环境中才是稳定的，这一点十分重要，却常被人忽视。要，却常被人忽视。 当当pH11.5时，钝化膜就开始不稳定（临界值）；时，钝化膜就开始不稳定（临界值）； 当当pH9.88时，钝化膜生成困难或已经生成的钝时，钝化膜生成困难或已经生成的钝化膜逐渐破坏，化膜逐渐破坏，Cl-进入混凝土中并到达钢筋表面，进入混凝土中并到达钢筋表面，当它吸附于局部钝化膜处时，可使该处当它吸附于局部钝化膜处时，可使该处pH值迅速值迅速降低。降低。2）形成“活化钝化”腐蚀原电池 Cl-对钢筋表面钝化膜的破坏首先发生在局部（点），使这些
13、部位（点）露出了铁基体，与尚完好的钝化膜区域之间构成电位差（腐蚀电池），铁基体作为阳极而受锈蚀，大面积的钝化膜区作为阴极。 锈蚀电池作用的结果，钢筋表面产生点蚀，由于大阴极（钝化膜区）对应于小阳极（钝化膜的破坏点），坑蚀发展十分迅速。 这就是氯离子对钢筋表面产生以“坑蚀”为主破坏的原因所在。3）催化作用 催化作用又称为Cl-的阳极去极化作用。Cl-不仅促成了钢筋表面的腐蚀电池，而且加速电池作用的过程。 Cl-只参与了反应过程，起到“搬运”作用，重要的是它在这个过程中并没有被“消耗”掉，即凡是进入混凝土中游离状态的Cl-，会周而复始地起破坏作用，这也是氯盐危害的特点之一。（5）Cl-与水泥的作用
14、及对钢筋锈蚀的影响水泥中的铝酸三钙（C3A），在一定条件下可与氯盐作用生成不溶性“复盐”，降低了混凝土中游离Cl-的存在。 但是，复盐”只有在强碱性环境下才能生成和保持稳定，当混凝土的碱度降低时，“复盐”会发生分解，重新释放出Cl-来。在同时含有硫酸盐的情况下，Cl-与C3A生成“复盐”，有利于降低硫酸盐与C3A作用而发生的“膨胀”破坏，也就是说Cl-在一定条件下可抑制硫酸盐对混凝土的破坏作用，但必须保持混凝土的高碱度，并且氯盐、硫酸盐在混凝土中有较低的浓度。否则，氯盐与硫酸盐高浓度的累加作用，将加速钢筋锈蚀和对混凝土的破坏。海砂桥（4） 海砂中的硫酸盐侵蚀海砂中的硫酸盐侵蚀 海水中含有很多S
15、O42-离子，与氢氧化钙反应，使混凝土失去氢氧化钙，而且使混凝土碱度降低，进而引起水泥水化产物的分解，造成对混凝土的浸析性破坏。 水泥石中的产物，只有在一定的碱度环境中才稳定，当周围环境碱度降低时，很容易与呈酸性的硫酸镁反应。 混凝土受到硫酸盐侵蚀生成硫铝酸钙，硫铝酸钙体积膨胀使混凝土内应力增大，导致混凝土结构破坏，综合以上可以看出硫酸镁可以不断消耗水泥水化产物，破坏混凝土的结构，导致氯离子在钢筋混凝土界面更快的富集，加快钢筋的锈蚀速率。三、三、 海砂混凝土应用技术规范有关规定 海砂混凝土应用技术规范JGJ206-2010（以下简称规范），自2010年12月起实施。(1). 用于配制混凝土的海
16、砂应做净化处理 规范将“用于配制混凝土的海砂应做净化处理用于配制混凝土的海砂应做净化处理”作为强制性条文，必须严格执行。“净化处理”作为本规范的特有术语，被定义为：采用专用设备对海砂进行淡水淘洗并使之符合规范要求的生产过程。因此，海砂的净化处理需要采用专用设备进行淡水淘洗，并去除泥、泥块、粗大的砾石和贝壳等杂质。这主要是考虑到采用简易的人工清洗，含盐量和杂质不易去除干净，且均匀性差，质量难以控制。（2）海砂不得用于预应力混凝土 规范规定：“海砂不得用于预应力混凝土”。虽然国外的有关标准未明确规定海砂不得用于预应力混凝土，但对预应力混凝土的氯离子总量有极为严格的限制。混凝土结构耐久性设计规范GB
17、/T 50476的有关条文规定，重要结构的混凝土不得使用海砂配制。而预应力混凝土一般属于重要结构，（3）关于海砂中氯盐限量的规定 规范提高对海砂中氯离子含量的要求，规定海砂的氯离子含量不得大于0.03%。同时对其他原材料（水泥、拌和用水等）的氯离子含量也提出了较高要求，以达到“从严控制”的目的。（4）从严控制海砂中的坚固性、含泥量、泥块含量和云母含量等技术指标 坚固性、含泥量、泥块含量和云母含量等技术指标都是取建筑用砂GB/T148684和普通混凝土用砂、石质量及检验方法标准中偏于安全甚至最严格的限值（见表10-5）。 （5）强调海砂混凝土的耐久性 除了从严控制海砂及海砂混凝土的氯离子含量外，
18、规范还突出强调了海砂混凝土的耐久性，并对海砂混凝土的碳化深度、抗硫酸盐等级、抗氯离子渗透性能、抗渗等级和抗冻等级等技术指标，提出了相应的基本要求（见表10-6），要求在质量检验和验收中包含耐久性的项目。 （6）对海砂的贝壳含量适当放宽。在对海砂提出的各项技术指标中，贝壳含量是唯一项被适当放宽的指标。规范规定，在一般情况下，海砂的贝壳含量应满足表10-7的要求。 目前，宁波、舟山地区经过净化的海砂，其贝壳含量的常见范围是 5%8%。如按照标准的规定，其使用将受到不同程度的限制。试验研究发现，采用贝壳含量在 7%8%的海砂完全可以配制出 C60甚至更高强度等级的混凝土，且试验室的耐久性指标良好。从
19、目前取得的贝壳含量对普通混凝土抗压强度和自然碳化深度影响的 10年数据来看，贝壳含量从 2.4%增加到 22.0%，抗压强度和自然碳化深度无明显变化。 （7）海砂混凝土的力学性能及结构设计 在同等条件下，海砂混凝土的力学性能与河砂混凝土基本相当，故可以按照普通混凝土进行结构设计。 因此，规范规定：海砂混凝土的强度标准值、强度设计值、弹性模量、轴心抗压强度与轴心抗拉疲劳强度设计值、疲劳变形模量等，应符合现行国家标准混凝土结构设计规范GB 50010的规定。 （8）海砂混凝土的配合比设计海砂混凝土与河砂混凝土的配合比设计基本相同，但需要注意以下几点： 注意控制海砂混凝土总的氯离子含量，在某些情况下
20、，需要选择氯离子含量较低的原材料（如外加剂和矿物掺合料）才能符合总的氯离子含量的要求。 应注意贝壳、轻物质对海砂混凝土拌合物性能的影响，必要时需要进行调整。 配合比设计要满足耐久性能的要求。 （9）海砂混凝土的施工、质量检验与验收 海砂混凝土施工的总体要求与普通混凝土无异，但应注意海砂混凝土拌合物性能的变异性相对较大，应加强质量控制。 海砂混凝土工程的质量检验与验收与普通混凝土工程无异，但应注意将海砂混凝土的长期性能和耐久性能作为验收的主要内容之一。 三、海砂混凝土耐久三、海砂混凝土耐久性措施性措施 为了在保证工程质量前提下利用海砂，可以采用对海砂进行预处理、抑制钢筋锈蚀、采用涂层钢筋、阴极保
21、护、氯离子固化等措施延长混凝土结构使用寿命。以下介绍几种常用方法：我国典型海砂净化生产线工艺流程1. 海砂预处理海砂预处理(1) 海滩自然放置法：将海砂堆积到一定厚度，自然堆放数月或几年，经雨水冲刷，取样化验其氯化物的含量，合格后使用。此方法节省，但费时占地，放置时间一般需要2个月，且由于盐析的作用而效果往往不甚明显，不能解决应急需要。(2) 淡水冲洗法：此方法又包括斗式滤水法和散水法。 斗式滤水法可在较窄的场地上作业，每立方米海砂需消耗淡水 0.8 吨，每批砂除盐时间约 12-24 小时，而散水法需较大场地，但是用水量较少(每立方米砂消耗淡水 0.2 吨以上)，每批砂除盐时间 12 小时以上
22、。(3) 机械法：这种方法可在较窄的场地上作业，每立方米砂需消耗淡水 1.5 吨以上，耗水量较大，并需要分级机械、离心机械、给水设备、排水设备等，淡化所需时间短，但在应急使用海砂的地区，淡水也是比较宝贵的资源。(4) 混合法：将海砂与河砂按适当的比例掺和在一起，其根本目的也是降低氯化物的含量。海砂与河砂的比例可根据其混合物取样化验其氯化物的含量，当其氯化物的含量小于国家规定的标准后，方可使用。 2. 掺加钢筋阻锈剂掺加钢筋阻锈剂 掺加钢筋阻锈剂是防止或延缓混凝土中钢筋锈蚀的最简单有效的方法之一。钢筋阻锈剂又称为缓蚀剂。 钢筋阻锈剂是一种液态或粉末状的化学物质，以很小的浓度加入到混凝土中，就能有
23、效地抑制钢筋的腐蚀，从而延长钢筋混凝土结构的使用寿命。 阻锈剂在酸洗、锅炉冷却水系统及石油化工等领域的成功应用已有近百年的历史，但直到20世纪70年代才引入到混凝土中用于保护钢筋。 在浇制混凝土构件时，阻锈剂作为外加剂加入到混凝土拌和物中，通过抑制钢筋表面上的阴极反应或阳极反应，来阻止钢筋的腐蚀。 亚硝酸盐是混凝土中研究应用最早、最多的一种阻锈剂，1978年亚硝酸盐投人大量商业应用。由于亚硝酸盐有一定毒性，只能在混凝土浇注时以外加剂的形式加入；对于已建混凝土结构则无能为力；同时亚硝酸盐属于阳极型阻锈剂，在使用过程中逐渐消耗或被水浸溶导致量不足时，可能加速局部腐蚀。因此近10余年来相继开发了一些
24、其它种类的阻锈剂。 20世纪80年代以来，美国Cortec公司开发的胺基羧酸盐率先将气相缓蚀剂与其它有机阻锈剂复合应用于保护钢筋混凝土。由于这类阻锈剂具有在混凝土孔隙中通过气相和液相扩散到钢筋表面形成吸附膜从而产生阻锈作用的特点，因此将它命名为迁移性阻锈剂(MCI)。 MCI具有以下特点：对新拌混凝土性能影响小；能通过混凝土孔隙网络中液相和气相扩散到钢筋表面形成钝化膜，可不必清除钢筋周围被污染的混凝土，因此能节省修补人力、物力和财力，并在很大程度上保持混凝土结构受力状态的稳定性，减少结构修补带来的对结构安全性的风险；其次迁移性阻锈剂属于，不会因为设计或施工使用不当(如用量偏低、流失)而造成意外
25、的加速腐蚀，减少了工程技术人员的担心。目前市售的MCI已被确认为环保型外加剂。 另一类是电迁移性阻锈剂，在电场作用下，带正电的阻锈基团进入混凝土内部后起作用。迁移性阻锈剂，使得由原来的在拌和混凝土时掺人扩大到用于控制已腐蚀混凝土结构上。把其水溶液涂覆在混凝土表面，阻锈成分能在内外浓差或电场的作用下向混凝土内部扩散，以改善钢筋表面的电化学隔离作用，达到阻止钢筋的继续腐蚀的目的。3. 涂层钢筋涂层钢筋良好的抗化学侵蚀性能，重要的是可抵御水溶性介质的侵蚀；良好的物理性能；形成连续的涂层，因为针孔及破损点都是发生腐蚀的薄弱环节；与钢材有良好的粘接性能。 涂层钢筋有热浸镀锌钢筋和涂层钢筋两大类。 镀锌钢
26、筋起源于20世纪70年代，镀锌层还兼有牺牲阳极保护作用，但由于保护作用有限、表面析氢影响黏结力甚至引起氢脆、贮存不当会产生白锈等问题，对它的实际应用人们持谨慎态度。 静电喷涂粉末环氧涂层钢筋，是将环氧粉末材料静电喷涂到经除锈净化并预热的钢筋表面，环氧粉末立即熔融、硫化并立即固化而成一层连续、坚韧、不渗透的膜，具有极高的防腐蚀性能，之后很快被应用于宾夕法尼亚州一座新建的公路桥面板上，并迅速推广应用。 现在涂层钢筋的涂装技术已较为成熟，有一整套完备的产品重量检测手段，美国、英国、日本及国际标准化组织ISO等均制定了涂层钢筋的产品标准，我国建设部也于1997年批准了“环氧涂层树脂钢筋”的行业标准(J
27、G 30421997)，对该产品的应用制定了相应的设计施工规定。 环氧涂层钢筋在送到工程现场运输、保管等环节及施工过程中也难免会使涂层损伤，涂层损伤处成为阳极区而发生严重的局部腐蚀，因此对这些损伤处必须进行修补或采用与阴极保护联合防腐蚀措施。 在同一结构中，应避免未涂钢筋与涂层钢筋的混用，因为一旦两者电连接，就有形成腐蚀电池的可能。 有些结构也不推荐使用环氧涂层钢筋，例如有大的冲击载荷的或钢筋密集的结构，因为砂浆与涂层的附着力较差，受到冲击时会脱开4. 改善混凝土本身的结构改善混凝土本身的结构 提高混凝土保护层本身的防护性能是基本的防护措施，其基本内容是通过精心设计和施工，最大限度地提高混凝土
28、的抗渗性，利用高性能混凝土优异的密实性和抗渗性，抑制侵蚀性离子的渗透，延长混凝土结构的使用寿命。这种方式对外源性氯离子危害效果更为显著。 各种有害物质是通过混凝土内毛细孔到达钢筋表面后起作用的，要降低水泥水化后水泥浆体中游离水分形成的毛细管孔道网，即原始水灰比要小。 5. 氯离子固化氯离子固化 氯离子固化是指通过水泥水化产物与氯离子的结合或吸附作用，减小环境中自由氯离子的浓度，从而延缓钢筋锈蚀和延长结构使用寿命。 氯离子结合性能受胶凝材料成分、铝酸盐含量、水泥凝胶（主要是 C-S-H 比表面大小及孔隙溶液溶解成分和数量）的影响。 可以通过采用不同的辅助胶凝材料如矿渣、粉煤灰、偏高岭土等来提高混
29、凝土结合氯离子的能力，从而降低混凝土孔隙溶液中的自由氯离子含量。 6. 电化学保护电化学保护 电化学保护是在混凝土结构表面设置阳极，使钢筋成为阴极，构成回路对钢筋进行保护。 该技术不需像传统的修补方法那样，要凿除大量尚未锈胀破坏但已污染的混凝土保护层，与传统方法相比，电化学保护能大大节省修补时间，减轻工作量，减少凿除过程中造成的混凝土微裂缝，降低粉尘，并可以从根本上抑制已碳化或被氯离子污染所引起的钢筋的腐蚀。 电化学保护技术，根据其工作特点及保护机理的不同，可分为阴极保护和电化学脱盐(再碱化)两类。(1)阴极保护 电化学腐蚀的过程是铁失去电子成为离子的过程。阴极保护则针对这一特点，将足够量的电
30、子输送到钢筋表面，强制使钢筋成为阴极，阻止钢筋释放电子，从而抑制钢筋的腐蚀。它被认为是唯一已证实能完全制止暴露于大气的盐污染混凝土中钢筋腐蚀破坏的维修技术。 20世纪50年代起，阴极保护技术被应用到混凝土结构上，用于防止海中或地下钢筋混凝土结构的腐蚀，而对于处于大气中非饱水的混凝土结构，阴极保护技术成功应用的关键是必须有一种合适的阳极系统使保护电流能在这种高电阻率的结构上均匀分布。外加电流阴极保护示意图电流关系:IcIc-Ia外加电流阴极保护阳极区阴极区腐蚀金属阴极阳极IcorIaIc腐蚀电池I直流电源辅助阳极阴极阳极辅助阳极IIcIaIaI-20世纪80年代后期，为了扩展该技术应用范围，先后
31、研制了可以在立面、顶面上实施的耐用数十年的阳极系统，使阴极保护的应用范围日益扩大。目前，在发达国家阴极保护已被作为盐污染钢筋混凝土结构有效的修复技术，并已制定了相应的标准和规范，为阴极保护的有效的实施提供了依据。对已有的应用阴极保护的钢筋混凝土的调查表明，其中大多数可长期可靠地抑制钢筋的腐蚀，大大降低了维修成本。 阴极阳极I阳极牺牲(2)电化学脱盐和再碱化 电化学脱盐和再碱化技术的基本原理是在置于混凝土表面上的阳极与钢筋(阴极)通一较大的直流电，电流密度高达为13 A/m2，在这样强的电场作用下，盐污染混凝土内的氯离子快速向外部迁移，在短期内达到驱赶氯离子的目的，同时钢筋上产生的阴极反应产物O
32、H，使钢筋周围混凝土孔隙液碱度提高，钢筋恢复钝态，停止腐蚀。 盐污染混凝土结构，通常的处理时间为13个月，而碳化混凝土的处理时间约为1个月左右。为了防止氯离子或二氧化碳再次渗入混凝土，需要在处理完毕的混凝土表面施加覆盖层。 电化学脱盐和再碱化技术修复混凝土结构具有凿除量小，实施简单、可靠，能较好地解决钢筋腐蚀问题，且不必长期维护管理，故该项技术发展很快。 自20世纪80年代末开发成功，到1994年的短短几年时间内全世界已有北美、英国、德国、瑞士、日本及中东等约20个国家和地区应用了该项技术。1994年欧洲制定了其推荐性标准，1995年挪威也将其列入混凝土修补的国家标准。 南京水利科学研究院子1992年开始从事这一技术的开发研究，在取得室内初步成果的基础上，又进一步进行了包括阳极系统、适用范围和工程试点等成套技术开发研究，目前已在沿海挡潮闸及海港码头盐污染混凝土结构上成功应用该项技术。谢谢
