提高混凝土中鋼筋腐蝕性能的途徑主要有兩個(gè)：一個(gè)是在碳鋼鋼筋上涂覆有機(jī)或者無機(jī)涂層；二是通過合金化或不同的加工制造工藝獲得耐腐蝕性能優(yōu)異的鋼筋材料。

    耐蝕性來源于鋼筋自身的耐蝕鋼筋有兩種：不銹鋼鋼筋和低合金耐蝕鋼筋。不銹鋼鋼筋在國內(nèi)外都有應(yīng)用，歐美、日本等發(fā)達(dá)國家是生產(chǎn)和使用不銹鋼鋼筋的主體，而國內(nèi)生產(chǎn)和應(yīng)用不銹鋼鋼筋的比較少。

    迄今為止，開發(fā)研制的耐腐蝕鋼筋主要有：環(huán)氧涂層鋼筋、不銹鋼鋼筋、不銹鋼包覆鋼筋、熱浸鋅涂層鋼筋、MMFX鋼筋和復(fù)合涂層鋼筋。

    1. 環(huán)氧涂層鋼筋

    20世紀(jì)70年代美國聯(lián)邦公路管理局和美國國家標(biāo)準(zhǔn)局為了防止除冰鹽對(duì)鋼筋的腐蝕，開發(fā)研制出了一種鋼筋防腐蝕涂層，即靜電噴涂環(huán)氧粉末涂層。這種鋼筋稱為熔粘黏環(huán)氧鋼筋，通常稱為環(huán)氧涂層鋼筋。此后，這種鋼筋被廣泛用于美國的公路橋面。

    環(huán)氧涂層鋼筋在我國的使用自20世紀(jì)90年代才開始起步，但是發(fā)展較快，目前制定的標(biāo)準(zhǔn)有中華人民共和國建筑工業(yè)行業(yè)標(biāo)準(zhǔn) 環(huán) 氧 樹 脂 涂 層 鋼 筋 JG 3042-1997- 2009-7-8。另外，中科院金屬所自行研制了比普通環(huán)氧涂層具有更好附著力的高性能的環(huán)氧涂層鋼筋，混凝土的耐久性可以提升至100年以上，并制定了《混凝土用高性能環(huán)氧涂層鋼筋技術(shù)規(guī)范》的相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)。

    2. 不銹鋼鋼筋

    目前，馬氏體不銹鋼和沉淀硬化型不銹鋼未被用于耐腐蝕鋼筋，鐵素體不銹鋼用于耐腐蝕鋼筋較少，奧氏體型不銹鋼用于耐腐蝕鋼筋較多，雙相鋼也逐漸被用于耐腐蝕鋼筋，特別是在高氯化物和高濕度環(huán)境下。

    近年來，芬蘭奧托昆普工廠生產(chǎn)了一種新型雙相不銹鋼2101，其Cr含量很高，為21.5%（質(zhì)量分?jǐn)?shù)，下同），Ni含量很低，為1.5%，Mo含量也很低，為0.3%，低Ni低Mo對(duì)降低鋼筋造價(jià)起了很大的作用。

    3. 不銹鋼包覆鋼筋

    不銹鋼鋼筋具有優(yōu)異的耐腐蝕性能，但是造價(jià)非常高。為了是鋼筋同時(shí)具有不銹鋼的高耐腐蝕性能和相對(duì)較低的價(jià)格，國外研制開發(fā)了不銹鋼包覆鋼筋，即在碳鋼鋼芯外包裹一層不銹鋼。

    目前，不銹鋼包覆鋼筋有兩種加工工藝。一種是將不銹鋼條焊接成管狀，然后在壓力作用下將碳鋼顆粒填充在不銹鋼管子中形成碳鋼芯，形成兩端有皺褶的人造棒材，然后將其加工軋制成鋼筋。另一種是在碳鋼鑄件上噴涂一層不銹鋼合金包覆層，然后將其加熱軋制成鋼筋。

    該鋼筋的優(yōu)點(diǎn)主要有：

    1. 鋼筋表面具有一層耐腐蝕層；

    2. 比不銹鋼鋼筋便宜；

    3. 材料性能良好時(shí)壽命預(yù)期值高。

    但是改類鋼筋也存在一些缺點(diǎn)及問題：

    1. 與碳鋼相比，成本較高；

    2. 包覆層不均勻；

    3. 包覆層與碳鋼芯之間脫開；

    4. 包覆層處存在的缺陷會(huì)導(dǎo)致應(yīng)力集中；

    5. 端頭處理不好，將會(huì)使基底發(fā)生腐蝕；

    6. 鋼筋的屈服強(qiáng)度小于需要的屈服強(qiáng)度值；

    7. 目前還不能生產(chǎn)小直徑的鋼筋；

    8. 生產(chǎn)廠家較少。

    4. MMFX鋼筋

    MMFX鋼筋由美國MMFX鋼鐵公司生產(chǎn)，是20世紀(jì)90年代末期美國加利福尼亞大學(xué)伯克利分校的Gareth Thomas 博士發(fā)明的一種含有9%Cr的低碳鋼，具有獨(dú)特的微觀結(jié)構(gòu)，是一項(xiàng)專利產(chǎn)品。

    MMFX鋼筋經(jīng)過組成、結(jié)構(gòu)的不斷調(diào)整優(yōu)化，力學(xué)性能和耐蝕性能得到逐漸提升，現(xiàn)在已形成MMFX-2系列低合金耐蝕鋼筋（MMFX一般指MMFX-2）。據(jù)報(bào)道，MMFX耐蝕鋼筋具有不同的微觀結(jié)構(gòu)，在金相組成上包含板條馬氏體和板條馬氏體之間的片狀?yuàn)W氏體，不含滲碳體。

    由于耐蝕鋼筋幾乎不含作為陰極相存在的滲碳體，其腐蝕微原電池形成大幅減少，使鋼筋難以發(fā)生宏觀均勻腐蝕，因而其耐蝕性幾倍優(yōu)于普通低碳鋼筋。另外，耐蝕鋼筋在強(qiáng)度與韌性方面較優(yōu)于普通低碳鋼筋。

    由于MMFX是一項(xiàng)相對(duì)較新的技術(shù)，還沒有長期試驗(yàn)的性能資料，預(yù)測(cè)使用MMFX鋼筋的鋼筋混凝土使用壽命為55年到100年以上。

    5. 熱浸鋅鋼筋

    熱浸鋅鋼筋時(shí)將已經(jīng)除銹的碳鋼鋼筋熱浸于盛有熔融鋅（約450℃）的槽中，使鋼和鋅之間發(fā)生一個(gè)冶金反應(yīng)，鋼筋表面產(chǎn)生一層由鋅-鐵合金和純鋅構(gòu)成的多層次的冶金結(jié)合的覆蓋層。

    熱浸鋅具有將鋼筋與腐蝕介質(zhì)隔離使其免遭腐蝕，以及為碳鋼芯提供陰極保護(hù)的雙重功能。

    （1） 隔離層作用

    熱浸鋅作為堅(jiān)固的、與碳鋼芯之間具有冶金結(jié)合的覆蓋層完全覆蓋在碳鋼芯表面，將鋼筋與腐蝕介質(zhì)隔離，使鋼筋免遭腐蝕。

    （2） 陰極保護(hù)作用

    鋅是一種比碳鋼更加活潑的金屬，在電解質(zhì)溶液中，鋅可以為犧牲陽極為碳鋼提供陰極保護(hù)。因此，如果熱浸鋅鋼筋表面存在缺陷使得碳鋼芯裸露在外，那么熱浸鋅層將會(huì)作為犧牲陽極不斷溶解消耗，為碳鋼芯提供陰極保護(hù)作用，使其免遭腐蝕。

    6. 復(fù)合涂層鋼筋

    復(fù)合涂層鋼筋就是在鋼筋表面實(shí)施了多種涂層。Zn/EC鋼筋就是在碳鋼鋼筋表面電弧噴涂鋅后再涂覆環(huán)氧涂層的一種復(fù)合涂層鋼筋。如果環(huán)氧涂層在施工過程中遭到破壞，鋅涂層則會(huì)為鋼筋提供陰極保護(hù)作用。

    7. 低合金耐蝕鋼筋

    不銹鋼價(jià)格較貴，低合金耐蝕鋼筋是適合當(dāng)今環(huán)保節(jié)能大趨勢(shì)的發(fā)展方向，其研究還正在進(jìn)行中，國內(nèi)國外都很少有廠家生產(chǎn)。

    目前對(duì)碳鋼鋼筋在實(shí)驗(yàn)室的研究已經(jīng)建立了一套評(píng)價(jià)方法，混凝土中添加劑對(duì)鋼筋腐蝕的影響也有大量的報(bào)道。不同冷卻方式也對(duì)鋼筋的耐蝕性有一定的影響，通過Cu、Cr、Mo、Ni 等合金元素的添加可以在一定程度上提高鋼筋的耐蝕性。

    目前廣西盛隆冶金有限公司、鋼鐵研究總院、防城港市質(zhì)量技術(shù)監(jiān)督局已經(jīng)制定相關(guān)的標(biāo)準(zhǔn)DB 45/T890-2012《鋼筋混凝土用耐腐蝕含鎳鉻帶肋鋼筋技術(shù)規(guī)程》，推廣其混凝土用耐腐蝕含鎳鉻鋼筋，此種鋼筋中主要含有微量的鉻和鎳元素，這些元素一定程度上會(huì)提高其耐腐蝕性能。

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責(zé)任編輯：王元

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