1、應(yīng)用背景 

即使混凝土材料、設(shè)計和施工的質(zhì)量都很好，隨著服役時間的延長，橋梁結(jié)構(gòu)還是會出現(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)計有缺陷等都會加速病害的發(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)計可以提高新橋梁的耐久性，但仍然有許多理由需要對這些新橋進(jìn)行保護(hù)以便使其能達(dá)到或超過設(shè)計服役壽命。對已經(jīng)服役一定時間的橋梁，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，延長服役壽命。 

美國標(biāo)準(zhǔn)局1975年調(diào)查表明：美國全年腐蝕損失為700億美元，其中混凝土中鋼筋銹蝕的損失占40％，1989年美國運(yùn)輸部門給國會的關(guān)于美國公路與橋梁狀況的報告中指出：“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。美國公路研究戰(zhàn)略計劃披露，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，估計要耗資4000億美元，其中大部分是由鋼筋銹蝕引起的。 

近年來，由于環(huán)境惡化等一系列原因，國內(nèi)鐵路混凝土梁病害的數(shù)量急劇增長，已成為橋梁維護(hù)工作者的一大難題。國內(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，很多雖然使用時間還不長，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、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，美國混凝土學(xué)會（ACI）認(rèn)為除混凝土外涂層之外的三種方法都可以起到長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單經(jīng)濟(jì)和效果明顯的技術(shù)措施。美國鋼筋阻銹劑協(xié)會（CCIA）報告中指出“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：國外產(chǎn)品主要是水劑型。

粉劑型：國內(nèi)產(chǎn)品主要是粉劑型。 

（3）按化學(xué)成份分 

無機(jī)型：成份主要由無機(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)和無機(jī)化學(xué)物質(zhì)組成 

（4）按作用原理分 

陽極型：混凝土中鋼筋腐蝕通常是一個電化學(xué)過程。凡能夠阻止或減緩陽極過程的物質(zhì)被稱作陽極型阻銹劑。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會產(chǎn)生局部腐蝕和加速腐蝕，被稱作“危險性”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：通過吸附成膜，能夠阻止或減緩陰極過程的物質(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)雖然沒有危險性，但單獨(dú)作用時，其效能不如陽極型明顯。 

混合型：將陰極型、陽極型、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。用電量測方法可以得出結(jié)構(gòu)不同部位鋼筋銹蝕危險性如何變化的信息。 

（2）濾除氯離子的性能 

混凝土中Cl-含量對鋼筋銹蝕的影響極大，當(dāng)混凝土中含有Cl-時，即使混凝土的堿度還較高，鋼筋周圍的混凝土尚未碳化，鋼筋也會出現(xiàn)銹蝕的現(xiàn)象。這是因為Cl-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)過程是惡性的，混凝土中及鋼筋表面的氯離子并不會消亡。只要氯離子存在，這種反應(yīng)就會一直持續(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，鋼筋的腐蝕過程就可以發(fā)生。由于氯離子對鋼筋混凝土的危害，對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，就成為評定其阻銹性能的最重要因素。國家標(biāo)準(zhǔn)《混凝土結(jié)構(gòu)加固設(shè)計規(guī)范》中明確規(guī)定，噴涂型阻銹劑對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)，在其儲藏、運(yùn)輸和使用時應(yīng)避免對環(huán)境的污染。應(yīng)選取無毒、無害的環(huán)保型阻銹劑。