摘 要: 論述了硫酸鹽、氯離子等對鋼筋混凝土的腐蝕機理， 并結合天津地鐵 2 號線某車站的具體施工情況， 介紹了相應的防護措施。

關鍵詞: 混凝土; 耐久性; 腐蝕 1 工程概況和地質特點 天津地鐵 2 號線某車站主體為現澆鋼筋混凝土箱型結構形式， 采用明挖順作法施工。 工程施工范圍內地下水分為潛水及微承壓水。其中， 潛水位于地表下 1.0～3.0 m， 主要依靠大氣降水入滲和地表水入滲補給， 水位受季節影響明顯; 微承壓水分布于第Ⅱ陸相層以下， 一般位于地表 15.0 m 以下， 主要含水層為粉土和粉砂， 含水層厚度較大， 分布相對穩定， 該層接受上層潛水的補給， 以地下徑流方式排泄， 同時以滲透方式補給深層地下水。 依據文獻[1]的規定， 進行腐蝕性試驗得出的結論是: 主要腐蝕由硫酸鹽和氯離子引起的， 其中， 硫酸根離子最高濃度 2 291mg/L， 氯離子最高濃度 4006 mg/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 鋼筋混凝土腐蝕機理的分析 2. 1 硫酸鹽對混凝土腐蝕作用機理 Na2SO4、MgSO4 等硫酸鹽與混凝土中水泥的水化產物 Ca(OH)2 反應生成: (1)鈣礬石(3CaO、Al2O3、3CaSO4、31H2O)[2]。它是一種針狀結晶體， 固相體積是原來的 1.5 倍。由于是在固化了的混凝土中發生反應， 因此在混凝土內形成膨脹應力而引起混凝土結構的破壞。 (2) 白色松軟的不定形物質—Mg(OH)2。它會使水泥漿體的結構遭到破壞。 (3)石膏。溶于水后會造成混凝土的浸析增加。 (4)硅酸鎂水化物。與硅酸鈣水化物的取代反應會使混凝土強度下降。 2. 2 氯離子對鋼筋的腐蝕作用機理 混凝土在水化作用時， 水泥中氯化鈣生成氫氧化鈣， 從而產生大量的氫氧根離子， 使 pH 值達到 12～14。鋼筋在這樣的高堿環境中， 表面容易生成一層致密的鈍化膜而阻止鋼筋的銹蝕。但當 pH 值小于一定的數值時， 鈍化膜則難以形成， 氯離子一旦到達鋼筋表面， 局部鈍化膜便開始被破壞， 鋼筋便會在各種作用下開始銹蝕。 (1)腐蝕電流的影響。當鋼筋表面局部鈍化膜遭到破壞后， 使某些部位露出鐵基本體， 與尚完好的鈍化膜區域之間構成電位差。大面積的鈍化膜區作為陰極發生還原反應， 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展。 (2) 氯離子的陽極去極化作用[3]。加速陽極過程者， 稱做陽極去極化作用， 而氯離子就具有這樣的作用， 即: 在陽極氯離子與 2 價鐵離子相遇生成 FeCl2，使 2 價鐵離子消失， 從而加速陽極反應。但是 FeCl2是可溶的， 在向混凝土內擴散遇到氫氧根離子發生反應， 最后可氧化成鐵的氧化物。在這個過程中， 氯離子只起“搬運”作用， 而不被“消耗”， 因此它會周而復始地起破壞作用。 (3)氯鹽與水泥的作用。在一定的條件下， 氯鹽可與水泥中的鋁酸三鈣生成不溶性“復鹽”， 從而降低氯離子含量， 同時降低硫酸鹽與鋁酸三鈣作用而發生“膨脹”破壞。但當混凝土的堿度降低時， “復鹽”會分解重新釋放出氯離子， 對鋼筋產生腐蝕。 2. 3 其他的腐蝕因素 如果外界環境中 CO2、SO2、工業酸性介質等滲入到混凝土中， 也會與其中的含堿物發生化學反應， 這樣將降低混凝土的堿度， 也可能導致部分水泥水化物分解。此外， 氣候條件、地下微生物等也有可能腐蝕鋼筋。 3 鋼筋混凝土防護措施 通過上面腐蝕機理的分析， 要提高鋼筋混凝土的耐久性就要做到: 保持混凝土的高堿度; 提高混凝土的密實度， 增強抗滲能力; 控制硫酸根離子、氯離子的含量。