1、應(yīng)用背景 

即使混凝土材料、設(shè)計(jì)和施工的質(zhì)量都很好，隨著服役時(shí)間的延長(zhǎng)，橋梁結(jié)構(gòu)還是會(huì)出現(xiàn)各種各樣的病害。如果混凝土材料或施工質(zhì)量不好，或設(shè)計(jì)有缺陷等都會(huì)加速病害的發(fā)生和發(fā)展速度。在各種影響混凝土耐久性的因素中，氯離子的作用最為明顯，它的滲入會(huì)導(dǎo)致嚴(yán)重的鋼筋銹蝕，從而引起混凝土的分層與破碎。高質(zhì)量的材料、施工和設(shè)計(jì)可以提高新橋梁的耐久性，但仍然有許多理由需要對(duì)這些新橋進(jìn)行保護(hù)以便使其能達(dá)到或超過(guò)設(shè)計(jì)服役壽命。對(duì)已經(jīng)服役一定時(shí)間的橋梁，更要進(jìn)行經(jīng)常性的保護(hù)和維修，以便使其經(jīng)常處于良好的條件下，延長(zhǎng)服役壽命。 

美國(guó)標(biāo)準(zhǔn)局1975年調(diào)查表明：美國(guó)全年腐蝕損失為700億美元，其中混凝土中鋼筋銹蝕的損失占40％，1989年美國(guó)運(yùn)輸部門給國(guó)會(huì)的關(guān)于美國(guó)公路與橋梁狀況的報(bào)告中指出：“現(xiàn)在積壓著有待修補(bǔ)的混凝土橋梁的維修費(fèi)是1550億美元”。到1995年，美國(guó)的總腐蝕損失為3000億美元，其中基礎(chǔ)設(shè)施鋼筋腐蝕占到50%，腐蝕損失高于水、風(fēng)、火災(zāi)的總和。美國(guó)公路研究戰(zhàn)略計(jì)劃披露，到20世紀(jì)末，為更換或修復(fù)冬天撒除冰鹽引起的破損公路混凝土橋面板，估計(jì)要耗資4000億美元，其中大部分是由鋼筋銹蝕引起的。 

近年來(lái)，由于環(huán)境惡化等一系列原因，國(guó)內(nèi)鐵路混凝土梁病害的數(shù)量急劇增長(zhǎng)，已成為橋梁維護(hù)工作者的一大難題。國(guó)內(nèi)公路及市政部門，也有類似的情況。像北京、天津的鋼筋混凝土立交橋，很多雖然使用時(shí)間還不長(zhǎng)，卻已廣泛顯示鋼筋銹蝕和混凝土順筋脹裂的破壞跡象，從而過(guò)早地失去了使用功能。

防止鋼筋腐蝕的技術(shù)措施可分為兩大類。一類是重視混凝土質(zhì)量，提高混凝土自身的防護(hù)能力，如采用高密實(shí)、抗裂混凝土等；第二類為采用混凝土外涂層、特種鋼筋（如環(huán)氧涂層鋼筋、不銹鋼鋼筋等）、陰極保護(hù)及鋼筋阻銹劑等附加措施的技術(shù)方法。作為耐久性措施，美國(guó)混凝土學(xué)會(huì)（ACI）認(rèn)為除混凝土外涂層之外的三種方法都可以起到長(zhǎng)期有效的抗腐蝕作用。而這三種措施各有特點(diǎn)與利弊，而鋼筋阻銹劑則被證明是最簡(jiǎn)單經(jīng)濟(jì)和效果明顯的技術(shù)措施。美國(guó)鋼筋阻銹劑協(xié)會(huì)（CCIA）報(bào)告中指出“商業(yè)鋼筋阻銹劑已經(jīng)使用了20多年，大量應(yīng)用于海工混凝土、橋梁、停車場(chǎng)等結(jié)構(gòu)?！C明鋼筋阻銹劑是最有效的防護(hù)方法”。 

2、鋼筋阻銹劑的分類 

鋼筋阻銹劑是指加入混凝土中或涂刷在混凝土表面，能阻止或減緩鋼筋腐蝕的化學(xué)物質(zhì)。一些能改善混凝土對(duì)鋼筋防護(hù)性能的添加劑或外涂保護(hù)劑（如硅灰、硅烷浸漬劑等）不屬于鋼筋阻銹劑范疇，鋼筋阻銹劑必須能直接阻止或延緩鋼筋銹蝕。目前市場(chǎng)上的阻銹劑主要有以下幾種分類： 

（1）按使用方式和應(yīng)用對(duì)象分

摻入型（DCI）：摻加到混凝土中，主要用于新建工程也可用于修復(fù)工程。 

滲透型（MCI）：噴涂于混凝土外表面，主要用于已建工程的修復(fù)。

（2）按形態(tài)分

水劑型：國(guó)外產(chǎn)品主要是水劑型。

粉劑型：國(guó)內(nèi)產(chǎn)品主要是粉劑型。 

（3）按化學(xué)成份分 

無(wú)機(jī)型：成份主要由無(wú)機(jī)化學(xué)物質(zhì)組成 

有機(jī)型：成份主要由有機(jī)化學(xué)物質(zhì)組成 混合型：由有機(jī)和無(wú)機(jī)化學(xué)物質(zhì)組成 

（4）按作用原理分 

陽(yáng)極型：混凝土中鋼筋腐蝕通常是一個(gè)電化學(xué)過(guò)程。凡能夠阻止或減緩陽(yáng)極過(guò)程的物質(zhì)被稱作陽(yáng)極型阻銹劑。典型的化學(xué)物質(zhì)有鉻酸鹽、亞硝酸鹽、鉬酸鹽等。它們能在鋼筋表面形成“鈍化膜”。早期常用亞硝酸鹽來(lái)做鋼筋阻銹劑的主要成份。此類阻銹劑的缺點(diǎn)是在氯離子濃度大到一定程度時(shí)會(huì)產(chǎn)生局部腐蝕和加速腐蝕，被稱作“危險(xiǎn)性”阻銹劑。另外該類阻銹劑還有致癌、引起堿骨料反應(yīng)、影響坍落度等劣點(diǎn)，因此現(xiàn)已很少作為阻銹劑使用。 

陰極型：通過(guò)吸附成膜，能夠阻止或減緩陰極過(guò)程的物質(zhì)。如鋅酸鹽、某些磷酸鹽以及一些有機(jī)化合物等。這類物質(zhì)雖然沒(méi)有危險(xiǎn)性，但單獨(dú)作用時(shí)，其效能不如陽(yáng)極型明顯。 

混合型：將陰極型、陽(yáng)極型、提高電阻型、降低氧化等多種物質(zhì)合理搭配而成的綜合型阻銹劑。 

（5）按產(chǎn)品分類 

含有亞硝酸鹽類的阻銹劑（Calcium Nitrite; Sodium Nitrite， etc.），如DCI系列、Postrite系列等 。

含有氨基醇類的阻銹劑 （Aminoalcohols; Dimethylamino-ethanol, etc. ），如SiKaFerrogard系列，MCI2000型等 。

含有氨基羧酸類阻銹劑 （Aminocarboxylates），如MCI2020型、 MCI2006NS型等 。

含有氨基酯類阻銹劑 （Aminoester），如Rheocrete系列 。

含有有機(jī)硅氧烷及特殊抑制劑組合（Silanes and Corrosion Inhibitors），如Protectosil CIT 。

3．鋼筋阻銹劑的主要性能指標(biāo) 

（1）腐蝕電流的降低 

鋼筋阻銹劑的主要功能在于能夠阻止或減緩混凝土內(nèi)部鋼筋的銹蝕速度，而腐蝕電流的大小正式描述銹蝕速度的最重要參數(shù)。處于理想的不腐蝕狀態(tài)的鋼筋，其表面有一層很薄的氧化層，這一氧化層在堿性環(huán)境下可以使鋼筋免受侵蝕。在這種情況下受到保護(hù)的鋼材，其電位與產(chǎn)生銹蝕部分的鋼材電位是不相同的。用電量測(cè)方法可以得出結(jié)構(gòu)不同部位鋼筋銹蝕危險(xiǎn)性如何變化的信息。 

（2）濾除氯離子的性能 

混凝土中Cl-含量對(duì)鋼筋銹蝕的影響極大，當(dāng)混凝土中含有Cl-時(shí)，即使混凝土的堿度還較高，鋼筋周圍的混凝土尚未碳化，鋼筋也會(huì)出現(xiàn)銹蝕的現(xiàn)象。這是因?yàn)镃l-的半徑小，活性大，具有很強(qiáng)的穿透鈍化膜的能力，致使鋼筋表面的鈍化膜局部破壞，從而使鋼筋產(chǎn)生所謂的坑蝕現(xiàn)象。氯離子不斷地結(jié)合Fe2+生成氯化鐵后，與OH-發(fā)生反應(yīng)后重新釋放，繼續(xù)去結(jié)合新的Fe2+。這種反應(yīng)過(guò)程是惡性的，混凝土中及鋼筋表面的氯離子并不會(huì)消亡。只要氯離子存在，這種反應(yīng)就會(huì)一直持續(xù)下去，直至鋼筋完全被銹蝕。有資料表明，混凝土中氯化物含量達(dá)0.6~1.2kg/m3，鋼筋的腐蝕過(guò)程就可以發(fā)生。由于氯離子對(duì)鋼筋混凝土的危害，對(duì)混凝土中氯化物的含量應(yīng)嚴(yán)格加以控制。 

因此，一種阻銹劑是否能有效地降低混凝土中及鋼筋表面的氯離子含量，就成為評(píng)定其阻銹性能的最重要因素。國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)《混凝土結(jié)構(gòu)加固設(shè)計(jì)規(guī)范》中明確規(guī)定，噴涂型阻銹劑對(duì)氯離子含量的降低率必須大于90％。

（3）高溫、高濕環(huán)境下的工作性能 

高溫、高濕條件是鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)加速劣化的重要外部環(huán)境。室溫環(huán)境下有效的阻銹劑未必可以在高溫高濕條件下繼續(xù)保持其有效性。 

嚴(yán)重的銹蝕現(xiàn)象往往又都是在高溫、高濕等惡劣環(huán)境下產(chǎn)生的。因此，阻銹劑在高溫、高濕環(huán)境下的工作性能就變得相當(dāng)重要。 

（4）環(huán)保性能 

噴涂型阻銹劑的主要成份是有機(jī)化學(xué)物質(zhì)，在其儲(chǔ)藏、運(yùn)輸和使用時(shí)應(yīng)避免對(duì)環(huán)境的污染。應(yīng)選取無(wú)毒、無(wú)害的環(huán)保型阻銹劑。