钢筋阻锈剂（RI）

对于以基础设施为主的钢筋腐蚀破坏，美国在总结经验教训的基础上，提出了“以防为主”的战略，即在腐蚀环境中的建设工程，必须采取防腐蚀措施。另外，在工程建设中，全面实施“全寿命经济分析”法，即在保证使用寿命的前提下总投资最少。一方面明确“寿命期”内的经济责任，另一方面初建费加维护费要做到技术、经济合理（美国已经存在的用四座桥的费用维护一座桥的情况，显然是极不合理的）。“全寿命经济分析”法曾有如以下例举：氯盐环境，钢筋混凝土桥设计寿命至少40年，采用加钢筋阻锈剂作为预先防护措施，其附加费用为每平米5.40美元。若前期不采取防护措施，则15年开始修复，寿命周期40年内累积费用达每平米为108―161美元 (20多倍)。可见主张前期采取防护措施，具有十分重大的意义和长远的经济效益。 为保证工程质量和结构物的耐久性，我国发布了《建设工程质量管理条理》（即国务院279号令）。规定设计单位要“注名工程合理使用年限”，工程承包单位，对于基础设施的保修期限为“该工程的合理使用年限”。我国首次用政令确立工程质量与使用寿命的“责任制”。其意义是重大而深远的。势必也对钢筋腐蚀危害的治理起到巨大推动作用。 防止钢筋腐蚀的技术措施有许多种，可归纳为两大类。其一是提高混凝土自身的防护能力，如高密实、抗裂混凝土；其二被称作“附加措施”，主要包括：混凝土外涂层、特种钢筋（如环氧涂层钢筋、不锈钢钢筋等）、阴极保护及钢筋阻锈剂。作为耐久性措施，美国混凝土学会（ACI）确认，涂层以外的后三种措施，作为到长期有效的防护方法。此三种措施各有特点与利弊，而在提高混凝土密实性的基础上，掺用钢筋阻锈剂，是最通常使用的方法，而且是最简单、经济和效果好的技术措施。美国已经成立了“钢筋阻锈剂协会”（CCIA），该协会报告中指明“商业钢筋阻锈剂已经使用了20多年，大量应用于海工混凝土、桥梁、停车场等结构。….证明钢筋阻锈剂是最有效的防护方法”。在全世界，钢筋阻锈剂的研究与工程应用，得到了十分迅速的发展。有统计表明，1993年，全世界约有2000万m3的混凝土使用了钢筋阻锈剂，而到了1998年，至少有5亿m3的混凝土使用了钢筋阻锈剂（5年增长20多倍！），可见发展趋势之迅猛。以下介绍钢筋阻锈剂的性能、工程应用等情况。 2．钢筋阻锈剂的性质、分类与作用原理 2．1 定义：钢筋阻锈剂（Rrebar Inhibitor简称RI或Corrosion Inhibitor Admixture）加入混凝土中能阻止或减缓钢筋腐蚀的化学物质。 一些能改善混凝土对钢筋防护性能的矿物添加料（如硅灰等），不作为钢筋阻锈剂。通常的混凝土外加剂旨在改善混凝土自身的性能，而钢筋阻锈剂旨在改善和提高钢筋的防腐蚀能力，但都是加入到混凝土中使用的。因此，大多数国家将钢筋阻锈剂归入“混凝土外加剂”，也有一些国家作为独立的钢筋防锈产品。我国将最终归类为“混凝土外加剂”中的一个种类。 2．2 分类： 2．2．1按使用方式和应用对象分： ――掺入型（Darex Corrosion Inhibitor）（DCI）：掺加到混凝土中，主要用于新建工程也可用于修复工程。 ――渗透型（Migrating Corrosion Inhibitor）（MCI）：涂到混凝土表面，渗透到混凝土内并到达钢筋周围，主要用于老工程的修复。 2．2．2按形态分 ――水剂型（约含70%的水），国外主要是水剂型。 ――粉剂型 固体粉状物，大多溶于水。国内目前主要是粉剂型 2． 2。3按化学成分分 ――无机型：成分主要由无机化学物质组成。 ――有机型：成分主要由有机化学物质组成。 ――混合型：由有机和无机化学物质组成。 2．2． 4 按作用机理划分：阴极型、阳极型、混合型 2．3 作用原理 ――阳极型：混凝土中钢筋腐蚀通常是一个电化学过程。凡能够阻止或减缓阳极过程的物质被称作阳极型阻锈剂。典型的化学物质有铬酸盐、亚硝酸盐、钼酸盐等。它们能够在钢铁表面形成“钝化膜”。常用作钢筋阻锈剂成分的是亚硝酸盐。此类阻锈剂的缺点是会产生局部腐蚀和加速腐蚀，被称作“危险性” 阻锈剂。因此要与其他种类的阻锈成分联合使用，以克服这种“危险性”。此外，亚硝酸的钠盐，可能引起“碱集料反应”和对混凝土性能有不利影响，现已很少作为阻锈剂使用。 ――阴极型：通过吸附或成膜，能够阻止或减缓阳极过程的物质。如锌酸盐、某些磷酸盐以及一些有机化合物等。这类物质虽然没有“危险性”，但单独使用时，其效能不如阳极型明显。 ――混合型：将阴极型、阳极型、提高电阻型、降低氧的作用等的多种物质合理配搭而成的阻锈剂。如冶金建筑研究总院研制的RI系列即属于综合性、混合型钢筋阻锈剂。 混凝土中钢筋腐蚀破坏，大大缩短了结构物的使用寿命，或者说需要花费很多的钱来维持方能达到设计寿命。加入钢筋阻锈剂能起到两方面的作用：一方面推迟了钢筋开始生锈的时间，另一方面，减缓了钢筋腐蚀发展的速度（如图一所示）。在严酷的腐蚀环境中（海洋或撒盐等）一般5-15年内可出现钢筋腐蚀造成的顺钢筋裂缝，若不及时修复，将很快达到破坏极限；而掺用钢筋阻锈剂后，将能期望达到