鋼筋在混凝土中的銹蝕是一個普遍存在的問題，對混凝土造成的損壞比自然災害或戰爭導致的混凝土損壞還要多。事實上，這導致了鋼筋混凝土結構中80%以上的損害。
隨著時間的推移，鋼筋與其所處環境之間會產生自然化學或電化學反應，這便是銹蝕的成因，這一過程會導致鋼筋劣化。全球每年因此而造成的成本估計超過1.8萬億美元，該數字凸顯了腐蝕這一過程極具經濟破壞性，盡管發生得無聲無息。
鋼筋出現銹蝕后，其體積大于原始鋼材，造成混凝土內部應力。這會導致混凝土開裂、污染和剝落，嚴重損害混凝土結構的完整性和安全性。
當混凝土首次澆筑時，其高堿性在硬化過程中會在鋼筋表面形成一層化學性質相對穩定的氧化鐵膜（Fe2O3），這層膜能保護鋼筋免受銹蝕。然而，在硬化過程中，混凝土也會形成微小的孔隙，水和腐蝕性物質滲透到這些孔隙，隨著時間的推移，這些孔隙會逐漸形成微裂縫，并進一步造成混凝土劣化。
諸如碳化、氯離子侵入或環境因素等會加速裂縫的形成，破壞保護性的氧化鐵層，并最終導致鋼筋銹蝕。
01碳化
大氣中的二氧化碳滲透到混凝土中，降低其pH值，破壞鋼筋上的氧化鐵層。這一過程稱為碳化，它降低了混凝土的堿性，使其保護鋼筋的能力減弱。隨著時間的推移，特別是在二氧化碳（CO2）濃度高的環境中，這會導致鋼筋開始受到銹蝕。
02氯離子侵入
來自諸如除冰鹽和海洋環境的氯離子特別具有侵蝕性。氯離子通過裂縫和孔隙滲透到混凝土中，接觸到鋼筋并引發銹蝕。這些離子破壞了保護層，導致局部腐蝕和點蝕，這對結構造成的損害尤為嚴重。
03環境因素
在高濕度、高鹽度和腐蝕性化學物質較多的沿海地區和工業區，會加快銹蝕速度。例如，墨西哥灣沿岸地區的建筑物會經歷高環境溫度和濕度，接觸嚴重的土壤鹽分以及地下水中的硫酸鹽，所有這些都使得該地區的環境具有強烈的腐蝕性。
有如下幾種傳統方法可以用來減輕鋼筋銹蝕，盡管效果各不相同：
01陰極保護
陰極保護是一種昂貴的技術，它將鋼筋表面的活躍區域轉變為化學性質穩定的區域，使其成為電化學電池的“陰極”。陰極保護有兩種類型：外加電流保護和犧牲陽極保護。外加電流保護使用外部電源來保護金屬，這種技術可以主動地驅動陰極反應，減緩金屬的腐蝕過程；而犧牲陽極保護則使用由犧牲金屬制成的人工陽極來保護原始鋼筋，犧牲陽極比鋼筋更容易腐蝕，因此在電化學反應中，它會被優先腐蝕，從而保護鋼筋不受銹蝕。
02緩蝕外加劑
該方法將化學物質添加到混凝土混合物中以減緩銹蝕過程。它們通過在鋼筋上形成保護膜或通過化學反應中和腐蝕性物質來發揮作用。雖然這些緩蝕劑在延遲銹蝕開始時有效，但它們提供的保護只是臨時性的，尤其是在惡劣的環境中時，其保護效果較為有限。
03防腐蝕涂層
將環氧樹脂這類的防腐蝕涂層涂覆在鋼筋上，以防止水分和氯離子接觸到鋼材。這些涂層能夠起到物理屏障的作用，但在施工過程中容易受損，而且可能會隨時間而發生劣化。如果涂層受損，由于暴露面積較小，可能會在受損部位以更快的速度發生局部腐蝕。
盡管這三種方法普遍使用，但它們在長期防止腐蝕方面都存在不足，這導致混凝土結構需要持續維護，并且在生命周期內付出較高的成本。
下篇將會為您帶來更優防銹蝕的方法。
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