[转贴]：献给那些想了解和使用钢筋阻锈剂的朋友们！洪乃丰 （教授级高工）文章

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钢筋阻锈剂（INHIBITORS  FOR REINFORCING STEEL）

——国内外资料导引

洪乃丰 （教授级高工）
冶金工业部建筑研究总院  电话:(010)62225599-3060或 -7566(家)
E-mail:  naifeng@public.bta.net.cn                                 

一．定义：
——掺入混凝土中以阻止或减缓钢筋锈蚀的外加剂。《工业建筑防腐蚀设计规范》      （GB 50046—95）；
——抑制混凝土中钢筋锈蚀的混合材料（如抑制氯盐腐蚀）。《日本工业标准》（JISA6205）；
—混凝土中钢筋腐蚀抑制剂（Corrosion Inhibitors of Reinforcing steel in Concrete）。NACE标准（美国）。
二．钢筋阻锈剂的作用原理：
钢筋阻锈剂即混凝土中的缓蚀剂，分为阳极型、阴极型、综合型等。由无机或有机化学物质组成，这些物质对钢筋（Fe）有特殊的亲和力，能阻止或减缓钢筋锈蚀的电化学过程，从而起到阻锈作用。同时不影响混凝土性能或有改善（如RI系列）。
    钢筋阻锈剂的作用实质是改变钢筋周围（混凝土）的环境，即使是大量腐蚀介质（如氯离子）进入的情况下，也能使钢筋不发生锈蚀。比如，按国际公认的数据，钢筋周围氯离子渗入量达到每立米混凝土1Kg时，其钢筋锈蚀足以导致混凝土开裂。如果加足量的钢筋阻锈剂到混凝土中，氯离子渗入量即使是达到每立米混凝土10Kg时，仍可保证钢筋不锈（海洋环境结构物、使用防冰盐的桥梁等，5-15年内会发生因混凝土开裂，即氯离子达1Kg；50年后，氯离子累积量可达到10Kg）。因此，使用钢筋阻锈剂是提高钢筋混凝土结构耐久性、延长使用寿命的有效措施。
三．相关规范、指令、地方法规摘要：
A．国外部分：
—美国混凝土学会指导文件《混凝土中钢筋锈蚀》（ACI222R-85）：
    混凝土中钢筋锈蚀问题近年来引起特别注意，因为结构普遍发生腐蚀现象，修复费用
费巨大。首先表现在海洋结构、桥梁、停车场、化工厂。暴露在氯盐环境中的结构问题最突出，盐氯被认为是引起钢筋锈蚀的主要原因。防冰盐和海洋环境是盐氯的主要来源。
确任的三种有效防护措施是：钢筋阻锈剂、环氧涂层钢筋和阴极保护。此三项均在应用中取得成功。
——美国腐蚀工程师学会《混凝土中钢筋防腐蚀标准》（NACE  RP-0178-96）：
1．   一般规定
1．1．2       通常三种情况下发生钢筋锈蚀：混凝土保护层薄、混凝土碱度不足和氯离子等的进入；

4．材料

4．2．1       所有材料均应符合标准要求；

4．2．6      一般采用钢筋阻锈剂，对其效果应有鉴定与评价；

5．设计

5．2．4  可选用钢筋阻锈剂。在特别的混凝土配比设计中，其防护效果应有评价，并应无其他影响。



——日本工业标准〈钢筋混凝土用防锈剂〉（JISA6205）：

规定了防锈剂的品质、性能及试验检验方法。

——日本建筑学会标准《砂含盐份规定》(JASS5):

一级砂<0.02%,可直接使用；

二、三级砂<0.1%,采取措施使用；措施（iii）：掺用钢筋防锈剂。

——日本《混凝土标准规范》（1986）

    第3．6．6条 用作外加剂的混凝土用防锈剂，必须符合JISA6205的规定。….由于河砂枯竭,海砂用量在猛增，海砂含盐超量，将会引起钢筋锈蚀，必须采取相应的对策。钢筋混凝土用防锈剂是抑制盐份对钢筋腐蚀的外加剂。



——日本建设省指令

第597号文〈钢筋混凝土用砂盐份规定〉：砂含盐<0.04%可用;0.04-0.2%必须采取防护措施：降低水灰比(AE减水剂)、掺用钢筋防锈剂；



第142号文〈确保钢筋混凝土耐久性措施〉：

1．    钢筋混凝土中总盐量控制与防护措施——砂子按597号文执行；混凝土总盐量按“建筑基准法72条，每立米混凝土不超过0.3Kg，0.3-0.6Kg 和超过0.6Kg时，必须采取防护措施。包括降低水灰比和控制流动度（减水剂）、增加混凝土层厚度和掺用钢筋防锈剂；

2．    氯化物测定（略）；

3．    施工控制（略）。



——俄罗斯《建筑防腐蚀设计规范》（CHuP2-03-11-85）：

第8．16条．为了提高钢筋混凝土在腐蚀性环境中的耐用能力，应采用防腐添加剂，以提高抗蚀性和对钢筋的保护能力。

——韩国《阻锈剂标准》（KS. F2561-88）：与日本类同（略）。



B．国内部分

——国标《工业建筑防腐蚀设计规范》（GB 50046-95）：

第4．1．6条 受氯离子为主的气态、固态介质作用的钢筋混凝土构件，宜掺入钢筋阻            锈剂。采用钢筋阻锈剂的品种应对混凝土的物理力学性能和化学性质无不良影响，并应有评价数据。

第4．7．4．3条 在氯离子腐蚀条件下，混凝土桩宜掺入钢筋阻锈剂。

第5．4．3条 腐蚀等级为中等腐蚀时，掺有钢筋阻锈剂的一般混凝土构件，可不作表面防护。



条文说明（4.1.6）：在混凝土中掺钢筋阻锈剂，是防止或减缓钢筋腐蚀的一种有效的辅助措施。特别是对氯离子的腐蚀有明显的保护效果。这种材料在国外已进行了大量研究并已商品化。国内有的钢筋阻锈剂，其性能与日本产品相当。复合型钢筋阻锈剂避免了使用单一的亚硝酸钠的缺点，兼有减水、增强作用。冶金部颁布了《钢筋阻锈剂使用技术规程》，为钢筋阻锈剂的使用提供了技术依据。

——国标《海工混凝土结构技术规范》（待批）：

第7.1.2条 对于特殊侵蚀性的环境,除基本措施外,可增加下列保护措施：混凝土镶面或表面涂层；阴极保护；钢筋表面涂覆或采用无粘着预应力筋；混凝土拌和物掺钢筋阻锈剂。





——行标《钢筋阻锈剂使用技术规程》（YB/T2821-98）(修编取代YBJ231-91)

第3部分：使用钢筋阻锈剂的环境条件及用量

3．0．1 使用钢筋阻锈剂的环境和条件：

1．海洋环境：海水侵蚀娶、潮汐区、浪溅区及海洋大气区；

2．使用海砂作为混凝土用砂，施工用水含氯盐超出标准要求；

3．采用化冰（雪）盐的钢筋混凝土桥梁；

4．以氯盐为主的工业与民用建筑；

5．已有钢筋混凝土工程的修复；

6．采用低碱度水泥或能降低混凝土碱度的掺合料；

7．预埋件或钢制品在混凝土中需要加强防护的场合。



3．0．2 钢筋混凝土的用量取决于设计寿命期内腐蚀介质进入混凝土中的量，在氯盐为主的情况下，阻锈剂掺量符合下列比例要求：对于粉剂型RI/CL—≥1.2，对于水剂型的比例为，RI/CL—≥3（均为重量比）。



3．0．3 对于在设计寿命期内进入混凝土中的介质量尚不明确时，可按下列表3.0.3确定钢筋阻锈剂掺量。



              表3.0.3    钢筋阻锈剂掺量(Kg/m3混凝土)

      类型

环境条件
                  粉剂型
   水剂型

  RI—1N
   RI—1C2
   RI—103C
   RI—105
   RI—CW

使用海砂（非

海洋环境）
    2—3
    2—3
  
  
    3—5

海洋环境：

浪溅区

非浪溅区
  
  
  
  
  

   
    9—13
  
  
    26—36


    5—9
  
  
    12—26

工业建筑及

修复工程
  
  
    6—13
  
  

盐碱地
  
  
    6—15
  
  

低碱度水泥
  
  
  
    4—6
  

使用化冰盐
  
    9—15
    9—15
  
    26—36




3．0．4 在掺用能提高混凝土的密实性又不明显降低其碱度的掺合料时，钢筋阻锈剂掺量可酌减；在特殊腐蚀条件下，除掺用钢筋阻锈剂外，还应采取其他防护措施。



——《盐渍土地区建筑规程》：

第3.3.10条 ……….在以氯盐为主的腐蚀环境中,应采用RI-1系列钢筋阻锈剂。

——地方法规、文件：

   1．厦门建委（1990）124号《关于钢筋混凝土结构设计与施工中应防止钢筋锈蚀的通知》：

由于厦门地处海滨，在混凝土中使用海砂……..钢筋将产生持久地锈蚀,影响建筑物的使用寿命,甚至产生严重后果…..特别海港码头工程\水工桥梁工程…..在设计\施工中都应积极地采取各种有效的防腐蚀措施,如严格控制海砂含盐量及水质,在混凝土中掺加适用的钢筋阻锈剂等。

2．   青岛开发区质检站文件（1994）001号：

为了提高耐久性和建筑物的寿命…… 都应积极地采取各种有效的防腐蚀措施,……要在混       凝土中掺加适用的钢筋阻锈剂。设计、建设时光单位应将钢筋锈蚀列入开工前的审查项目。                             



    3．宁波建委文件（1997）015号《宁波市钢筋混凝土结构采用海砂配制混凝土掺钢筋阻锈剂的若干规定》：

……海砂被用于建设工程……混凝土中超量氯离子可引起钢筋锈蚀造成工程质量隐患,严重时可危及结构安全。…我委制定了《宁波市钢筋混凝土结构采用海砂配制混凝土掺钢筋阻锈剂的若干规定》自1997年4月1日起执行。

    4．台湾标准《混凝土中钢筋防锈剂》（内容与日本大同小异）。



四．国外评价及应用钢筋阻锈剂的近况（文献摘要）

A.美国：

——“钢筋阻锈剂的标准的建立” （by Paul Tourney）：

    对于钢筋阻锈剂的使用及其优越性，在结构腐蚀方面具有特殊的重要地位，尤其体现在经济方面。美国57500座钢筋混凝土桥，半数以上受钢筋腐蚀危害，已有40%结构安全不足。元凶是氯盐——海洋环境和使用防冰盐的地方腐蚀最突出（海滨结构、桥、停车场等）。

对防钢筋腐蚀而言，影响混凝土对钢筋保护能力的三要素是：混凝土质量；保护层厚度和钢筋阻锈剂的使用。

最近，美国政府通过了一个法案，要求结构必须设计为长寿命，并且必须通过“全寿命成本分析”（“LCCA”）——指项目资金包括工程费和设计寿命内的总维护费。经论证，证明“分析”合理方准实施。

钢筋阻锈剂在氯盐侵蚀条件下，在延长结构寿命和提高结构安全方面，体现了好的成本、效益原则，被“全寿命成本分析”证明了其优越性。一个事例是，设计寿命40年的建筑，20年后开始修复工作，修复费为每平米4.50美元；而使用钢筋阻锈剂每平米仅花0.85美元，寿命期内不用维修。

——“钢筋阻锈剂的长期有效性”（13thICC  p181）：

掺钢筋阻锈剂能够提高混凝土中氯盐的容许含量而不致使钢筋锈蚀。环境中渗入混凝土中的氯盐量随使用年限而增高。美国最新研究表明，高速公路桥2.5—5年即出现钢筋腐蚀破坏，加7.5-15 %的硅灰，也只能延长到8年出现破坏；处在海水飞溅区的方桩，氯离子渗入混凝土内的量达到每立米1Kg（钢筋锈蚀导致混凝土开裂的临界量）的时间为8年，掺硅灰可推迟到18年。可见，利用硅灰降低混凝土渗透性,这虽然很重要，但仍达不到50年寿命的要求。

使用钢筋阻锈剂能达到50—100年的设计寿命。在海洋环境下，50年氯离子渗入混凝土内的量达到每立米9.4Kg（远超出“临界量”）。每立米混凝土加15升钢筋阻锈剂，即能达50年寿命，加25升可达100年；在加硅灰情况下，50年氯离子渗入量  由每立米9.4Kg 降低到5.4Kg，这样，减少一些阻锈剂加量，也能达到需要的设计年限（硅灰与阻锈剂并用）。

——“防氯盐侵蚀—硅灰与钢筋阻锈剂使用经济比较与述评”（by Neal S.Berke）：

广泛而严重的氯盐环境（海洋、防冰盐等）,使海洋与近海结构（码头、桩、桥）、停车场、高速公里桥等，可在15年内发生严重钢筋腐蚀破坏，修复费要花许多亿美元。

通常采用钢筋阻锈剂或与硅灰并用，以下是几个经济核算的事例：

1．停车场：设计寿命40年，预计10—15年发生开裂并开始修复。累积修复费为每平米108—161美元；加4加仑钢筋阻锈剂，仅花费5.4美元/平米，可达40年寿命。

只加7.5%的硅灰，成本为7.0美元/平米,而40年内氯离子进入混凝土仍可达每立米4Kg，早已超过混凝土开裂的界限，不能达40年寿命。加7.5%的硅灰同时再加2加仑的钢筋阻锈剂，能达到40年的设计寿命，花费为9.7美元/平米。

    2.海洋钢筋混凝土桩：设计寿命50年，氯离子进入混凝土的总量可达7.7Kg/立米，每立米混凝土加5.5加仑的钢筋阻锈剂，或加10%硅灰的同时再加2加仑钢筋阻锈剂，均可达50年寿命。

三点结论是：

1．   混凝土质量是首要的，但在海洋环境或使用防冰盐的条件下，仅靠此不能满足使用寿命的要求；

2．   采用硅灰确能降低氯离子在混凝土中的渗透率，但不能完全阻止其进入，靠此仍不能达到长寿命的要求，且花费高；

3．   采用钢筋阻锈剂能延缓钢筋发生锈蚀时间和降低锈蚀速度，从而达到40—50年或更长的寿命期，混凝土越密实阻锈效果越好。最近，有190000立米的预应力钢筋混凝土桥使用了钢筋阻锈剂。

——“数字惊人”M.A.A. Tullmin (1998)：

北美及世界许多地区，混凝土中钢筋腐蚀造成大量破坏和巨大经济损失，特别是桥梁、停车场、海港码头、桩等。主要是防冰盐和海洋环境，“碳化”也有小的影响。近期报告表明，美国一年花费在此方面的修复费已超过2500亿美元，其中1550亿美元花在桥的修复上。

——美国航天局（NASA）文告（1996）：

NASA所属建筑结构腐蚀损失许多亿美元，航天中心研究出新型钢筋阻锈剂，尤其适用于修复工程。

——Cort公司文告（1998）：

本钢筋阻锈剂产品，使用于高氯盐环境、防冰盐、海洋及近海、受酸雨等的建筑结构；也与环氧涂层钢筋并用，以防涂层损坏处加速腐蚀。推荐掺量：每立米混凝土2—6加仑。

——民用工程部（Department of Civil Engineering）文告(1998)：

    本部由Hope教授执行“混凝土中钢筋腐蚀”项目，包括钢筋阻锈剂、环氧涂层钢筋、阴极保护与电化学氯盐除去以及使用不锈钢作钢筋。





B．日本

——〈〈防锈剂〉〉（书）：

由于大量使用海沙和海洋环境，自1973年开始，使用钢筋防锈剂的量逐年大幅度增加。最高达每年100万方混凝土加用了钢筋防锈剂（注：防锈剂用量约万吨以上）。



C．俄罗斯

——〈〈钢筋混凝土结构中的阻锈剂〉〉（书）：

     钢筋混凝土结构虽以耐久而著称，但使用条件复杂，不采取措施难以保证其耐久性。最有效的方法是加钢筋阻锈外加剂，能延长2倍保护期，有其特殊的技术经济效益。已有多种阻锈剂产品，也体现在设计规范中。



五．RI系列钢筋阻锈剂的典型应用工程：

87年通过部级鉴定，达到国外同类产品水平。目前仍为国内唯一部级以上鉴定的成果与产品，纳入多个规范、规程和地方文件，已有一百多项工程应用，典型应用工程有：

1．             海工及近海工程：

——山东三山岛金矿工程：1984—1987年建成，国家重点工程。是国内首次大量使用RI系列钢筋阻锈剂，也是国内首次大量使用海砂和含盐超标施工用水的大型工程。本工程建筑物接触海水和盐，十多年来未出现钢筋锈蚀问题，是RI系列钢筋阻锈剂的成功应用范例之一；

——天津、青岛、上海、宁波、厦门、深圳、湛江等一批海中与近海建筑，或使用海砂的建筑，大量使用了RI系列钢筋阻锈剂。

2．             工业建筑：

——在冶金、化工、医药、纺织等腐蚀性环境里，新建或修复工程中，大量使用了RI系列钢筋阻锈剂。如上海30万乙烯工程、武钢修复工程等。

3．             城市立交桥（使用防冰盐）：

——北京三环（玉渊潭桥）、四环部分桥等。

4．             盐渍土、盐碱地区：

——油田：新疆、青海、胜利、大港等均使用了RI系列钢筋阻锈剂，并有规程。

——南疆铁路已使用阻锈剂数百吨。

5．  其他：

——民用建筑、低碱水泥等也有使用.

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钢筋混凝土基础设施的腐蚀与全寿命经济分析



洪乃丰

（冶金建筑研究总院  北京  100088）



[摘 要]  我国基工程建设，仍以钢筋混凝土结构为主体。而基础设施的耐久性，却成了当今世界的重大问题。腐蚀、特别是混凝土中钢筋腐蚀，成为影响耐久性的主要因素之一。本文概述腐蚀与耐久性的关系，腐蚀对国民经济的影响及介绍“全寿命经济分析法”的有关内容与意义。

[关键词]  腐蚀  耐久性  寿命期  经济分析



REINFORCING CONCRETE CORROSION OF INFRASTRUCTURE AND LIFE —CYCLE COSTING ANALYSIS



Hong Nai-feng

(Central Research Institute of Building and Construction of MMI，Beijing 100088）



[Abstract]  The infrastructure constructs mainly with the reinforcing concrete in China. The Durability of infrastructure is a grave question. Rebar corrosion in concrete is mass instance. This paper present corrosion- durability and LCCA

[Keywords]  corrosion  durability  life-cycle  costing analysis



1．   引言

    2000年我国发布了《建设工程质量管理条理》（中华人民共和国国务院第279号令），首次以政令形式规定了“设计文件应符合国家规定的设计深度要求，注明合理使用年限”“建设工程实行质量保修制度……基础设施工程最低保修期限为设计文件规定的该工程的合理使用年限”。这实际上就是对基础设施工程的耐久性提出明确要求。以往，待工程验收后，设计和工程承包方就算基本“完成任务”，一般不再承担使用期间环境破坏、修复、重建等的相关义务和责任。这就造成了大量工程因耐久性不足引起的、由国家承担的经济损失。国务院第279号令中的上述规定，实际上是贯彻实施基础设施工程的“全寿命责任制”，其意义是重大而深远的。

以往对基础设施的耐久性认识不足或重视不够，不少国家吃了大亏。在经验教训的基础上，以美国为首的一些国家，率先推出了“全寿命经济分析”（Total Life Cycle Cost Analysis）的概念，也称作“寿命期成本分析”（LCCA）。在美国，它既是政府法令，又是工程投资的评估、计算方法。设计、工程承包和投资方，都要以“全寿命”为出发点，为保证规定的工程使用年限，采取技术、经济合理的战略措施。由于美国以桥梁为主的钢筋腐蚀破坏最为突出，所以政府指令LCCA首先在交通、公路系统的基础设施工程和管理中实行。据悉，世界上已经有20多个国家采用了LCCA法。作者访问我国台湾省时，被告知台湾也正准备实行LCCA法。

我国正处在基础建设的高潮时期，贯彻279号令意义重大，进而对“全寿命”进行经济分析也势在必行和更具深远意义。

2．   腐蚀、耐久性与国民经济

钢筋混凝土结构，在过去、现在和将来的基础设施建设中，都起着极其重大的作用。钢筋混凝土在一定条件下也是相对耐久的，成为世界上最庞大的建筑材料和结构形式。然而。随着时间的推移和经验教训的积累，人们不断认识和发现，钢筋混凝土结构存在“耐久性”问题，而其中桥梁的耐久性更显得突出。世界上一些国家的许多桥梁，远达不到人们预想的使用寿命（设计年限）的要求，甚至在几年、十几年内就发生严重破坏。给国民经济带来重大损失。

钢筋混凝土结构耐久性问题，可以说成是一个复杂的系统工程，诸多的影响因素、众多的人为原因，不是容易分析和控制的。就大的方面说，有材料（水泥、钢筋品质与质量等）、设计（耐久性的考虑与对策）、施工（质量控制）、使用、管理、维护等因素，更有使用环境中的众多因素（污染、腐蚀、冻融、碱集料反映等）。除了一些“先天”因素之外，环境因素成为影响结构耐久性的焦点，结构物必须经受环境作用的考验和时间的考验。环境因素也是多方面的，其中，腐蚀因素被认为是主要乃至第一位的影响因素。特别混凝土中钢筋腐蚀破坏又占据主导地位。因此，在有关混凝土耐久性的国际会议上，在众多影响混凝土耐久性的因素中，把钢筋腐蚀排列到首位。以桥梁为例，在世界范围内，钢筋腐蚀破坏的影响尤为突出，特别是沿海、跨海桥，采用防冰盐的公路桥、城市立交桥以及处于盐碱地区的公路、铁路桥等，腐蚀破坏是相当严重的。甚至在几年、十几年内就不得不修复或重建，远达不到设计使用年限（如40、50年）的要求，成为世界注目的大问题。

引起钢筋腐蚀的原因，也同样与上面所列举的“先天”因素密切相关。但就环境因素而言，“盐害”、特别氯盐引起腐蚀破坏，在世界范围内和大量现实表明，Cl—算得上是主要“罪魁祸首”。国内外存在着广泛的氯盐环境：海洋环境、大量使用道路防冰盐、盐湖地域等。这些地区还往往是基础建设的重点投资区（如我国沿海开发区属海洋环境、西部大开发中的石油基地多为盐碱地、青海盐湖的开发、我国北方地区正在大量使用道路防冰盐等），因此“盐害”是一个特别突出的问题，甚至对于一些国家，“盐害”已经成为影响基础设施耐久性的关键因素。

    统计数据表明，腐蚀所造成的经济损失一般可达国民经济总产值（GDP）的 2-4%。如欧洲约为3%，美国和澳大利亚均为4.2%，而波兰则为6-10%。我国尚缺乏严格的统计数据，若按GDP的 2-4%推算，每年的腐蚀损失可达1800—3600亿元。值得注意的是，按照国外的统计，基础设施、特别是钢筋腐蚀所造成的损失，占据相当大的比例。美国的报道表明，1975年美国的总腐蚀损失为700亿美元，其中与钢筋腐蚀有关的占40%；到1995年，美国的总腐蚀损失为3000亿美元，其中基础设施钢筋腐蚀占到50%（1500亿美元）；而最近的报道，美国的总腐蚀损失为4400亿美元，仍按50%计，基础设施腐蚀可达2200亿美元。腐蚀损失高于水、风、火灾的总和，大于美国的国防军费预算，不能不引起美国朝野的震惊和高度重视。

就桥梁而言，美国九十年代报道，60万座路桥由于“盐害”（防冰盐和海洋环境），已经有半数以上遭钢筋腐蚀破坏和40%承载力不足、必须修复或重建，修复费达1550亿美元，是这些桥初建费用的4倍！

1991年，美国国家技术评估中心（OTA）计算出美国基础设施的总资产为1.4万亿美元,,而每年的修复费是1400亿美元，恰是总资产的1/10。若桥梁维持40年，则累积修复费是总资产的4倍！用4座桥的费用维持一座桥的事实，深刻地教育了人们，不重视“耐久性”、对环境长期的腐蚀作用认识不足或措施不力，将造成长远的巨大的经济损失！

据悉，英国每年基础设施的修复费为55亿英镑，澳大利亚的年腐蚀损失为250亿美元，特别指明主要部分是基础设施中钢筋腐蚀造成的。欧洲、亚洲、中东等地区，有大量桥梁钢筋腐蚀破坏的报道。加拿大既有海洋环境又大量使用道路防冰盐，以桥梁为主的钢筋混凝土结构腐蚀破坏特别严重，完全修复或重建的费用至少要5000亿美元。据悉，韩国、我国台湾省，以桥梁为主的基础设施腐蚀破坏也是明显和严重的，澎湖大桥使用7年开始修复，17年推倒重建，这仅是桥梁不耐久造成经济损失的个例。

我国基础设施的腐蚀破坏以沿海最为明显，有些码头、桥量在使用3-10年内就要修复，而北方撒盐的危害也已经显露出来，如北京西直门立交桥，使用19年就腐蚀严重（已经重修），东直门桥等数座桥也“盐害“明显和严重，不得不修复、加固处理。更值得注意的是，我国的基础设施建设正空前高速进行，而耐久性防护措施却跟不上，如北方撒盐量每年大幅度增加，而相应的“规范”中却没有“防盐”措施的规定！这是十分不利的，其潜在危害是不可低估的。

美国腐蚀工程师学会（NACE）曾指出：“为什么基础设施如此严重破坏和造成麻烦？主要原因之一是在整个基础项目过程中，没有重视腐蚀防护并作为工程维护的组成部分”。国外的经验教训是我们的一面镜子，在经济损失方面曾经吃了大亏的国家，现在，都把加强基础设施的腐蚀防护作为经济战略措施对待。就此，美国国务院曾发布过《白皮书》，提出要与基础设施的“盐害”等作斗争，要求采取“以防为主”的策略，倡导先行、主动采取防护措施，以减少后来在修复中的高花费（以4座桥的费用维持一座桥显然是极不经济合理的）。在此背景下，产生出首用于基础设施建设项目的“全寿命经济分析法”（LCCA）。

3．   全寿命经济分析法

3． 1 行政法令

    美国《联邦基础设施投资原则》（第12893号政府令）明确要求，投资成本要细化、量化、合理化，工程项目的投资成本包含整个使用寿命期内的一切费用。美国联邦公路局（FHWA），于1994年发布公文《关于实施全寿命经济分析法的政策声明》（FHWA—94—15）指明：“凡联邦和与地方联合管理的基础建设项目的投资评估，均执行“全寿命经济分析法”（LCCA）”。运输部也指令要求对桥梁、路、人行道等工程，在设计、施工阶段，实施LCCA。1995年美国发布国家公路系统（NHS）设计指令，要求在路、桥等设计阶段，贯彻执行LCCA。

3．2       LCCA方法

LCCA作为法令是必须执行的，同时它又是一个可以具体操作的方法，是重要的投资评估和经济分析技术。美国法典（USC）给LCCA的定义是“他是一个程序和方法，用于评价可行计划项目的总经济价值。包括初始成本和经折扣的进一步成本——整个寿命期内的维护、修复、重建和表面翻新处理成本”。以往的工程项目，主要考虑初建成本，工程使用后再花多少钱则很少乃至不与考虑。实践证明，以往的做法是技术、经济都不合理的。执行LCCA方法，要求一个工程立项，首先对其投入资金及其合理性进行评估。全部投资资金应包括初始投资和进一步投资两部分组成。第一部分是指建设时的设计、施工相关费用；第二部分包括保证达到寿命期所必须的“进一步费用”。这两项花费的分配要合理。其表达式为：

                             n

  NPV（当前值）= 初值 + ∑[ 1/（1+i ）nk ]         （1）

                            K=1



       n ——进一步投资的年数

       i ——折扣率



采用LCCA方法对项目评估的目的与评估的标准是在保证工程寿命期的前提下,综合花费最少的成本,实现技术可靠、经济合理。鉴于美国已经有用4座桥的费用维持1座桥的深刻教训，特别强调适当增加初始投入以减少后期的巨大开支。对腐蚀破坏而言，就是实施“以防为主”的战略方针。美国LCCA委员会指出，实行LCCA的目的就是“减少后期投资、提高项目质量与性能”。是一个长期效益“最大化”的有效方法。

作为工程项目投资决定和项目投标的重要依据，实行LCCA能有效避免“短期行为”，使投资方、设计者、工程承包方和使用管理部门，从一开始就立足于“全寿命”，各尽其职、各负其责，提出技术可靠、经济合理的方案，并对多种方案进行比较，选出最佳方案。工程项目的投标者，应该是最佳方案的制定者，而不是初始成本最低者。

实质上，我国颁布的关于基础设施“终生保修”的意思，也是立足于“全寿命”，扭转以往那种工程验收后“完事”的做法，使设计和工程承包单位，必须考虑“耐久性”问题，也必然涉及到增加防护费用、对技术经济进行分析、评价的问题。这也是在基础建设方面，逐渐提高我国的技术水平的管理能力、与国际接轨的重要方面。

实施LCCA意义重大，长远经济效益巨大。然而真正实施并非容易，需要有大量的基础工作、可靠的依据。如对桥梁提出75年使用寿命的要求是容易的，但怎样达到这个目标，设计、施工采取何种措施等，都需要依据。为此，国外多年来做了大量工作，并已经有“寿命预测模型”软件问世。以下仅介绍LCCA的应用实例。

3．3       LCCA的应用实例

鉴于“盐害”是影响桥梁结构耐久性的主要环境因素，LCCA大多首先应用于氯盐环境的分析。美国混凝土学会（ACI）战略部与几个单位联合研制出LCCA—365应用软件，对氯盐环境中常用的各种防护措施选用，预测寿命与成本的关系。表1列出了钢筋混凝土常用防护措施。



表1  在氯盐环境中钢筋防腐蚀常用技术措施

防护种类
措施内容

钢筋采制与钢筋涂层
环氧涂层钢筋

镀锌钢筋

耐蚀合金钢

不锈钢

混凝土外加剂、掺合料
钢筋阻锈剂

硅灰

高性能混凝土

混凝土表面封闭、涂层
硅酮类

涂料

聚合物灰浆

其他防水层

电化学方法
阴极保护、电化学除盐

设计
选材、结构设计、水/灰比、混凝土保护层厚度、排水系统、防护方案选择



施工
固化与养护、温度与裂缝控制、严格规范施工

维护
裂缝修补、清洗排水、控制防冰盐用量

综合措施
以上两项或多项措施联合使用


  




图1是对桥梁进行LCCA结果。可以看出，在盐环境中的常规混凝土（不采取防护措施），虽然初建费是低一点，但大约15年便开始第一次修复工程，40年内要修复4次，修复费约为初建费的4倍（这与美国桥梁的实际情况相符合）；而采用加钢筋阻锈剂同时掺硅灰的方法，40年内不用修复，初建费略有增加，60年的总费用较之不采取防护措施者至少节约70%！，这也正是近年来美国大力推行在密实混凝土的基础上加钢筋阻锈剂的原因所在。










                       图1  几种防护措施LCCA结果



表2给出了利用LCCA方法对桥梁75年寿命期总花费（式1中的NPV值）的评定结果的相对比较值（不采取防护措施者（空白）为100）。可以看出，从技术经济综合效益看来，最好的防护措施还是密实混凝土加钢筋阻锈剂。采用该措施，虽然初始成本要增加一些，但在寿命期内的进一步花费（修复费等）大大降低。在技术上能达到寿命期要求的前提下，总体花费（NPV值）较不采取防护措施，可节约成本66%。

表2 中的其他措施也都有不同的技术经济的可行性，都比前期不采取防护措施，其总体花费都有不同程度的节约，还要依据不同情况和实施难易程度等进行选择。



表2  对不同防护方案的NPV值对比结果

防护措施
NPV值

空白
100

环氧树脂涂层钢筋
  75

镀锌钢筋
  86

耐蚀钢钢筋
  83

钢筋阻锈剂
  65

硅灰（高性能混凝土）
  67

硅灰+钢筋阻锈剂
  33

环氧树脂涂层钢筋+钢筋阻锈剂
  51


  




七十年代，美国大量推荐和使用了环氧树脂涂层钢筋，1986年以后逐步发现一些问题，认为它并不是技术经济效益最佳的措施。近些年来，在密实混凝土（或高性能混凝土）加钢筋阻锈剂的方法，得到大力推荐和发展应用。

应该指出，采用LCCA方法首先要求“输入”多项基础数据，如材料、配比、环境等因素，不同设计要求、不同条件，其最终评定结果也不相同。甚至可以说，LCCA方法本身还在发展和完善过程中，其绝对可靠性仍在探讨中。但LCCA方法的基本思路是正确的，对于处理诸如基础设施建设项目中，短期效益与长远利益的关系，是一则很好的指导思想且有巨大的长远经济效益。

4． 简要结语

4．1  以钢筋混凝土结构为主的基础设施耐久性问题，是当今世界的大问题。腐蚀、特别是混凝土中钢筋腐蚀，是影响耐久性的主导因素之一。基础设施的质量和使用寿命均与腐蚀紧密相连，由于腐蚀损失严重，在经济方面，一些国家吃了大亏，引起政府部门的注意与重视。一些国家率先采取技术对策和进行行政干预，我国也及时发布了国务院第279号令。国内外这些做法，具有长远的战略意义。

4．2  美国在经验教训的基础上，率先制定了“全寿命经济分析法”，它既是法令又是具体评定最优投资效益使用方法。该法令和方法的执行，对于抑制“短期行为”、获取巨大长远利益，是非常重要和十分有效的。LCCA是一个好方法更是一个好思路。虽然我国全面实施该方法的条件尚不成熟，但提高对此方面的认识是十分重要的。此外，国外一些利用LCCA的经验和具体评定结果，对我们也有重要指导与参考意义。比如，低渗透混凝土和钢筋阻锈剂的联合使用，被认为是在氯盐环境中实现钢筋混凝土结构耐久使用的优异方法，是发展方向之一。我们应该推动此方面的研究、工程应用及发展。

4．3 我国基础设施腐蚀与耐久性问题是大量存在的。我国存在着更为广泛的“盐害”环境，以往的腐蚀损失也是惊人的。尤其是我国正处在以基础设施投资为重点的大规模建设高潮时期，高度重视前期防护，具有特别重要的意义。我们应该以国内外以往的经验教训为镜子，避免走“眼前少化钱，而后化大钱”老路。要认真贯彻279号令，把保证“设计使用年限”放在重要位置，这是关系到我国可持续发展和国家长远利用的战略问题。



参考文献

1．  National Highway System designation Act：LCCA Requirements  FHWA-HNG-40  April 19，1996

2．  LCCE-365  October 2000

3．  洪乃丰 “混凝土中钢筋腐蚀与结构物的耐久性” 《公 路》    2001.2

4．  洪乃丰 “混凝土中钢筋腐蚀与阻锈剂”         《混凝土》   2001.6

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海砂对钢筋混凝土的腐蚀与对策



洪乃丰

（冶金建筑研究总院  100088）



[摘要]    作为混凝土的细骨料，河砂在一些地区出现短缺现象。由于“利益驱动”，滥用海砂有蔓延之势。海砂中的氯盐，能引起混凝土中钢筋的严重腐蚀破坏、导致结构物不能耐久，甚至造成事故。国内外已经有不少惨痛教训。然而，经过严格处理的海砂，又是可以用作混凝土的细骨料，从而变成有用资源，国内外也有成功的经验。本文就此两个方面进行简要评述。

[关键词]  海砂；   钢筋腐蚀；    混凝土耐久性；   防护；   

[中图分类号]



钢筋混凝土结构物的耐久性已经是世界关注的大问题，钢筋腐蚀是影响混凝土耐久性的主要因素之一。引起钢筋腐蚀的众多因素中，包含了不适当地使用海砂。世界上一些岛屿国家、沿海地区，早就出现河砂短缺现象。并有一些利用海砂的经验与教训。目前我国某些沿海地区，也呈现河砂短缺现象，进而出现滥用海砂的情况。面对此情，一方面应该严厉杜绝滥用海砂现象，另一方面，采取严格可靠措施的前提下，开发利用海砂资源，也是出路之一。发表以下看法，供研究讨论。

1．             滥用海砂其害无穷

1． 1 我国台湾“海砂屋事件”的原由与危害

笔者两年前曾前往台湾调查了解到有关“海砂屋事件”的一些情况。事情的原由是，数年前随着台湾基建规模的扩大和建筑业的蓬勃发展，岛内出现建筑用河砂奇缺的现象。虽有明文规定不准使用海砂，由于经济利益促使，偷用海砂现象已逐渐成蔓延之势。海砂内含海盐，能对混凝土中钢筋造成严重腐蚀而导致建筑结构破坏。几年之后（1—15年间），陆续大量出现房屋、公共建筑的腐蚀破坏现象，并波及全台湾，被称作“海砂屋事件”。

  台湾《民生报》曾以“海砂屋风暴”来报道事件的严重性与危害性。文称：“花了大半辈子，好不容易积下一些血汗钱买个窝……骤起的海砂屋风暴就像强烈台风，暴风由北而南，笼罩了台湾……生锈化脓的黄褐色铁水从龟裂处逐一渗出，裸露的腐蚀钢筋再也支撑不住……家毁人亡的阴影压的让人喘不过气来。”

  在台湾，“海砂屋事件”成为社会热点之一。众多民众身受其害。少则几年多则十几年，凡滥用海砂的建筑物，早晚都会出问题。仅台北市就有多起“海砂屋”出现，如台北淡水区皆为四层楼的公寓，已经有200多户严重破坏，1000多户受牵连；桃园区正光花园，近200户遭受“海砂屋”之害，群起状告建筑商；更多的是“无奈”或走向街头示威、喊冤。直到目前，仍不断有“海砂屋”的报道。

2．2 大陆“海砂屋”已有蔓延之势

由于大规模的经济建设和沿海经济开发区的飞速发展，一些沿海城市和地区，陆续出现河砂短缺现象，远途取河砂使其价格不断上涨，于是使用海砂的情况便以公开和隐蔽的形式发展开来。如天津地区使用山东龙口的海砂（因大量挖海砂造成龙口岸滩不稳，曾在电视台报道过）；宁波地区已发文件（有条件）允许使用海砂。而更多的情况是偷用、滥用海砂。国家有关规程、规范规定，一般不推荐使用海砂，不得一时，可使用含盐量低于标准限额的海砂。但实际中，由于对海砂危害性的一面认识不够，更因利益驱动（海砂可就地取材、价格低廉）和管理不严，使偷用、滥用海砂之势不断蔓延（与数年前的台湾情况极为相似！）。

值得注意的是，我国沿海已经出现一批“海砂屋”。如深圳市一批使用海砂的建筑群，因明显腐蚀问题 ，正在检查评价和修复加固处理之中。舟山群岛正为一批“海砂屋”的处理耗费心机。近悉，宁波地区出现成批“海砂屋”。而根据报纸报道，福建、山东等地，竟有以海砂当作“标准砂”出售的事例。

据悉，当年韩国也出现过大量工程事故，有些就与滥用海砂有关。如当年汉城千余人蒙难的三丰百货大楼倒塌，查其原因中，就包含滥用海砂一项。以上国内外事例，足以说明滥用海砂危害之大。

我国正在贯彻实施“可持续发展战略”，应该努力提高钢筋混凝土结构物的耐久性。 而“海砂屋”与“豆腐渣工程”一样，是祸国殃民的坏事，是“短期行为”的恶果。“豆腐渣工程”毕竟是个例，而“海砂屋”可能蔓延成大范围的问题，且“海砂屋”往往是在几年或十几年后才暴露出来，其潜在威胁和社会危害性更为严重与深远（图1）。

2．             海砂中氯盐限量的规定与分析

2．1           混凝土中中Cl — 的“临界值”

混凝土内具有高碱性环境，Cl— 渗入其内并到达钢筋表面，只有达到一定浓度时钢筋才会锈蚀。人们将此浓度称作引起钢筋锈蚀的“临界值”。有许多关于该“临界值”的研究与讨论，至今仍有不同认识和看法。这并不奇怪，因为混凝土是一个复杂的体系，研究者所规定的实验条件不同，其结果也有差异。目前，较为一致的观点是，“临界值”是随条件而变的，其中，最重要的条件之一是混凝土的碱度（PH）。

Housmen等人的实验研究结果表明，在混凝土的液相中，当浓度比值为Cl— / OH—﹥0.61时，钢筋开始锈蚀，并已此作为“临界值”。

绝对“临界值”可能是不存在的，但上面提出的“临界值”仍具有深刻意义。按照上述“临界值”的概念，只要控制Cl— / OH—不大于0.61就能保证钢筋不锈蚀。对于工程技术人员有着现实指导作用。

2．2    混凝土中氯盐限制的规定

鉴于氯盐进入混凝土中可引起钢筋锈蚀，并存在一个Cl— 浓度的“临界值”，为使钢筋混凝土结构，在使用期内避免遭受钢筋腐蚀破坏，严格控制Cl— 进入混凝土中的量，是十分必要的。在试验研究和工程实践的基础上，世界上许多国家的规程、规范、政府指令性文件中，都作了响应的限量规定。

“限定值”是指对混凝土中Cl— 含量的总量控制值。不论以任何途径进入到混凝土中，都不允许Cl— 含量超出该限定值，并以此作为新建工程质量控制的重要技术指标之一。表2.2.1列出了美国混凝土学会（ACI）的相关规定。



表2.2.1    混凝土中允许Cl— 含量的限定值（水泥重量百分比）



        类              型
    ACI201
    ACI318
    ACI222

           预应力混凝土
0.06
0.06
0.08



普通混凝土
湿环境、有氯盐
0.10
0.15
0.20

一般环境、无氯盐
0.15
0.30
0.20

干燥环境或有外防护层
无规定
1.0
0.20




由表2.2.1可以看出，美国混凝土学会所属的几个委员会的规定不完全相同，其中以ACI201委员会的规定比较严格，并被世界许多国家参照采用。欧洲、澳大利亚、日本等地区和国家，在各自的规范中，都有与美国混凝土学会相同或近似的限量规定。

日本为了更便于应用，规定了每m3混凝土中Cl— 含量的限定值。日本土木学会编制的规范中规定，对于耐久性要求较高的钢筋混凝土，Cl— 总量不超过0.3kg/m3；一般钢筋混凝土，Cl— 总量不超过0.6kg/m3。若每m3混凝土按300kg水泥计算，以上规定为水泥重量的0.1—0.2%，与表1中美国的规定基本一致。然而，日本是一个岛国，并且河砂奇缺，如今，绝大多数采用海砂。面对广泛的氯盐环境，日本一方面有Cl— 总量的限制规定，如日本建设省指令性文件《确保钢筋混凝土耐久性措施》中规定，每m3混凝土Cl— 总量一般不要超过0.3kg。另一方面规定了氯盐“超标”时必须采取的技术措施。

我国相关国家标准、行业标准中，对于混凝土中Cl— 限量规定也不完全相同，有的甚至没有明确规定。近年来制定或修订的标准中，逐步靠近如下指标：

    对于预应力混凝土：Cl— 总量不超过0.06%（水泥重量百分比）；

    对于普通混凝土：  Cl— 总量不超过0.10%（水泥重量百分比）。

2．3  关于海砂中氯盐 限量的规定

为了保证混凝土中Cl— 总量不超过标准限量，对施工用水、砂石、外加剂等的盐含量都必须给予限制。

就砂子而言，河砂很少含氯盐，一般可直接使用。海砂含有不等量的氯盐，一些国家对海砂的盐含量作出明确规定。如日本对海砂的含盐量进行了分级规定，日本建筑学会规定，氯盐含量为0.02%以下者（以Nacl占干砂重量的百分比，下同）可直接使用。日本规范（JASS5）和日本建设省指令性文件（第597号文）规定，对于普通钢筋混凝土，海砂的含盐量低于0.04%者可直接使用。并同时规定，凡使用含盐量超标的海砂，必须采取防盐腐蚀的技术措施。

我国有关规程规定，对于普通钢筋混凝土，海砂的盐含量应低于0.06%，预应力混凝土，应低于0.02%。但没有规定含盐量超标后的技术措施，也即不允许使用超标海砂。

海砂含盐量的限定值的规定服从于混凝土中混凝土Cl— 总量的限定值的规定。如果能够保证这个限定值，使用海砂是安全的。反之，超出此限定值，混凝土中Cl— 总量就会达到或超过钢筋腐蚀的“临界值”，若不采取可靠的防护措施，钢筋就会发生腐蚀，结构就会发生破坏。并且腐蚀速度与海砂带入的Cl— 总量呈正比关系。那就是说，海砂含盐量越高，其腐蚀破坏出现就越早、发展就越快。这正是滥用海砂的危险所在，也是国内外出现“海砂屋”问题的直接原因。

3．             采取措施海砂是可以利用的

3．1 可以直接使用的海砂

暂不讨论海砂与河砂间还可能存在其他性能方面的差异，在这里，主要讨论其间最大的区别，那就是海砂含盐的问题。按照国内外有关规定，凡是含盐量低于限定值的海砂（如低于0.02%、0.04%或0.06%），都是允许直接作为细骨料加入混凝土中的。问题在于，这种含盐很低的海砂，并不是到处都有或经常存在的。在一些海水不能冲击到的老沙滩上，其表面一层海砂（如厚度0.5-1m），由于常年雨水冲洗，盐分下沉，使其含盐量可能低于限定值，而同样地区的深部的海砂，含盐量可能会超过限定值。

其实，海砂的含盐量在不同地区、不同部位差别很大，可能在0.02%-0.3%范围内。多数情况下海砂的含盐量是“超标”的，一般不能直接采用。

3．2 利用含盐量“超标”海砂时应该采取的技术措施

利用海砂的前提是处理好其含盐和对钢筋的腐蚀问题。国内外曾经采用的方法有以下几种，各有优缺点，适用性、经济性也很重要。

3.2.1 海滩堆积法：将海砂堆积到一定厚度，自然堆放数月或几年，取样化验含盐量合格后使用。此方法节省，但费时，不能解决应急需要。

3.2.2 淡水冲洗法：利用淡水冲洗海砂，使其含盐量达到标准要求。此方法快捷，能满足应急需要。通常需要冲洗设备（国际上已经有海砂冲洗机），造偏价高。另外，在应急使用海砂的地区，一般淡水也是可贵资源（冲砂机冲洗1吨海砂，大约需要0.8吨淡水），是否可实施淡水冲洗法，应具体分析。

我国相关规范或一些地区规定，也允许用淡水冲洗法，但似缺乏专用设备（有的就用自来水管冲洗），且检验、化验不够规范，难以保证质量。也有的因为淡水不足（或花费大）而不能实施此方法。

3.2.3 掺加阻锈剂的方法：

——日本国的相关经验

日本是世界上成功利用海砂的国家，其经验值得我们学习和借鉴。日本是一个岛国，上个世纪前半夜就出现“河砂短缺”现象，于是着手开发利用海砂资源。目前日本沿海地区建筑用砂的90%以上是用海砂。采取的主要技术措施是掺加一种叫做“钢筋防锈剂”的化学药剂，以抑制、消除海砂中海盐对钢筋的腐蚀作用（我国已有同类产品）。

日本规范（JASS5）规定：海砂含盐量超过0.04%又不得不使用时，必须采取减少水灰比、增加保护层厚度和使用阻锈剂等措施。

日本建设省指令性文件规定（住指发第759号），当海砂含盐量超过0.04%时（0.04%-0.2%）必须采取的技术措施是：加钢筋阻锈剂，采用AE减水剂并控制水灰比和流动度等。

日本使用海砂量是相当大的。根据1994年的统计，仅长崎、香川、福岗三地区的海砂年用量，就达2487.1万吨。表3.2.3.1列出了日本沿海地区建筑用砂的使用情况，可以看出，海砂占据主导地位。近悉，日本海砂也呈枯竭之势，正向我国大量订购河砂。



表3.2.3.1   日本沿海地区建筑用砂的使用情况

用砂分类
海  砂
河口砂
山  砂
河  砂
其  他

所占比例（%）
91．5
5．5
1．8
0．4
0．8




日本对开发利用海砂，采取了积极、慎重的政策和严格的技术与管理措施，虽然大量使用了海砂，但没有出现“滥用海砂”和造成“海砂屋”等问题。

——我国也有成功利用海砂的先例

   原冶金工业部山东三山岛金矿建设中（1984-1987），因当时无法得到河砂，不得不“超越规范”全部使用当地海砂。因采取了掺加“钢筋防锈剂”及其他综合性防盐腐蚀措施，至今工程良好。证明只要采取适当技术措施，海砂是可以利用的。

   1991年我国已经有了《钢筋阻锈剂使用技术规程》，1998年进行了修订（Y/T9231-98）。《规程》中规定了在使用海砂时可掺用钢筋阻锈剂。

我国部分沿海地区已经或正在采用海砂与阻锈剂联合使用的方法（但数量不大）。据悉，海湾国家和一些西非国家，也正在开发利用海砂和采取与阻锈剂联合使用的方法。此方法简单易行、技术可靠、经济花费小。但对于阻锈剂的品质要有严格要求，如必须符合相关规范要求和经过国家法定检验部门的认可等。

4．             简要结语

4．1氯盐腐蚀是影响钢筋混凝土结构耐久性的主要因素之一，而不适当地使用海砂，是导致氯盐进入混凝土中的重要途径（人为的），国内外已经有一些滥用海砂的惨痛教训。我国一些地区已经出现河砂短缺问题，同时滥用海砂现象也在蔓延。这一方面是对于氯盐腐蚀危害认识不足、重视不够，没有及时提供解决方法，另一方面是“短期行为”“利益驱动”的结果。在我国，海砂问题已经到了需要特别重视和妥善解决的时候了。否则，大量“海砂屋”的出现将是不可避免的。滥用海砂将其害无穷。

4．2 我国地域广大，向内陆寻取砂源是途径之一，但增加运输和费用、损害河床，危害环境。且由于河砂价格渐贵，“利益驱动”使偷用海砂现象难以避免；若能向日本那样，采取积极、慎重的政策和严格的技术与管理措施，有条件地利用海砂，可使海砂成为有用资源、“变废为宝”，解决一些地区的缺砂问题。这不论从眼前还是长远看，都会是利国利民的。

4．3 当务之急是要认识和重视滥用海砂的严重危害，尽快制止滥用海砂的现象，以阻止“海砂屋”蔓延成灾；

4．4 海砂含氯盐，其应用的核心是要防止氯盐对钢筋的腐蚀问题。表面看似一个技术问题，也是本文讨论的侧重点。但其中人为因素又起关键作用，不是单一技术可以解决的。总之“海砂”是一把“双刃剑”，用得好利国利民，用不好危害无穷。



参考文献

1．林维明等  海砂屋调查与分析                        《腐蚀工程》     1996第二期 （台湾）

2．洪乃丰    海砂的利用与钢筋锈蚀的防护               《建筑技术》     1996.1

3．日本建筑学会标准 JASS5       1979

4．日本防锈剂标准   JIS A6205    1982

5．《钢筋阻锈剂使用技术规程》    （YB/T9231-98）

6．洪乃丰    氯盐与钢筋腐蚀破坏                        《工业建筑》    1999.10

7．工程院院士建议  “关于混凝土使用海砂的情况与建议”                  2001.2

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钢筋阻锈剂（RI）概要

洪乃丰

1．引言

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，将能期望达到设计年限的要求（美国以75年为钢筋阻锈剂可以达到的目标年限）。



                 钢

                 筋                                      破坏极限

                 腐

                 蚀                                       有钢筋阻锈剂

                 破

                 坏                                       无钢筋阻锈剂



                  

                      0       20      40       60（年）

                               使用年限



                  图1   钢筋阻锈剂提高结构物耐久性示意图



3．       钢筋阻锈剂的应用与相关规程、规范

3．1 一般情况

美国国家公路研究项目“混凝土中钢筋阻锈剂的评定方法”业已完成。在1998年的报告中称“近15年来，钢筋阻锈剂成为通用措施。主要用于普通混凝土和预应力混凝土结构的桥梁及其他建筑物的长期防护”。 钢筋阻锈剂使用的相关规定及做法，已经分别纳入美国公路联合会编制的《钢筋混凝土桥梁防腐蚀手册》、《混凝土外加剂标准》（AASHTOM194）、美国混凝土学会编制的《混凝土手册》以及美国腐蚀工程师学会编制的《混凝土中钢筋防腐蚀设计规范》等。日本、加拿大、澳大利亚、韩国及我国台湾省，均有相关钢筋阻锈剂的标准与规范，但其产品大多来自美国和日本。美、日产品也已经进入中国大陆市场。

我国早期，曾用亚硝酸钠作为钢筋阻锈剂使用于少量工程，由于单一亚硝酸钠有明显问题，没有得到推广应用。八十年代初，冶金工业部为在渤海湾南岸开发建设金矿，须解决海水、海洋环境对钢筋混凝土建筑物的腐蚀问题，于是列题研究了RI综合型钢筋阻锈剂。1985年，在山东三山岛金矿首次大量使用，这也是我国成功应用16年的大型工程实例。本研究成果于1987年通过部级鉴定，于1991年颁布了国家行业标准，1998年修标 [ 即《钢筋阻锈剂使用技术规范》（YB/T9231-98）]。《工业建筑防腐蚀设计规范》（GB50046-95）、《海工混凝土结构技术规范》、〈海工混凝土防腐蚀规范〉、〈盐渍土建筑规范〉和正在编制中的〈公路外加剂规范〉等，都纳入了相关钢筋阻锈剂的内容。国内已有百余工程使用了RI系列钢筋阻锈剂（如今RI阻锈剂已经发展到第三代产品）。随着钢筋阻锈剂越来越被人们认识和巨大的市场潜力，国内各省市不断有钢筋阻锈剂的品种出现，国外产品也不断涌入国内市场。这样竞争的局面，必将大大促进钢筋阻锈剂在我国的应用，对提高我国钢筋混凝土建筑的耐久性是很有利的。

3．2 《钢筋阻锈剂使用技术规范》（YB/T9231-98）部分内容介绍

3．2．1 使用钢筋阻锈剂的环境和条件：

——海洋环境：海水侵蚀区、潮汐区、浪溅区及海洋大气区；

——使用海砂作为混凝土用砂，施工用水含氯盐超出标准要求；

——采用化冰（雪）盐的钢筋混凝土桥梁等；

——以氯盐腐蚀为主的工业与民用建筑；

——已有钢筋混凝土工程的修复；

——盐渍土、盐碱地工程；

——采用低碱度水泥或能降低混凝土碱度的掺合料；

——预埋件或钢制品在混凝土中需要加强防护的场合。

3．2．2  关于用量的规定：

    钢筋混凝土的用量取决于设计寿命期内腐蚀介质进入混凝土中的量，在氯盐为主的情况下，阻锈剂掺量符合下列比例要求：对于粉剂型RI/CL—≥1.2，对于水剂型的比例为，RI/CL—≥3（均为重量比）。

对于在设计寿命期内进入混凝土中的介质量尚不明确时，可按照《规程》中的推荐用量表执行。以粉剂为例，可在5—15kg/m3范围内选择。

3．3  关于RI钢筋阻锈剂使用说明(RI-1C2 、RI-103C等)

—— 一般采用干掺法，也可溶于拌合水中（包括部分不溶物）。一定要搅拌均匀，可适当延长搅拌时间。本品略有减水作用，可在保持原流动度的情况下适当减水。

——本品适应于普硅水泥、矿渣水泥、粉煤灰及硅灰掺合料等，与常用减水剂有较好的相容性。

——本品对引气剂有一定选择性，有的可能稍微降低或增加含气量，可选择引气剂品种或适当调整掺量解决。

——本品有明显早强、促凝作用（特别是在25℃以上使用时），并有塌落度损失方面的影响，必要时需采取缓凝措施。许多工程应用中都能解决相关问题。

——在与其他外加剂共用时，应先行掺加本品，待与水泥（混凝土）均匀混合后再加入其他外加剂。

——采用本品的工程，必须事先做配比试验。

——本品在高质量混凝土中才能更有效地发挥作用，必须遵守相关规范和设计规定，确保混凝土质量与密实性。

4．       RI阻锈剂的典型工程应用事例

  全国已经有上百个工程使用了RI钢筋阻锈剂，其中RI-1C2 主要用于氯盐环境，RI-103C主要用于工业建筑、盐碱地等。仅举以下典型事例：

——山东三山岛金矿工程：国家重点工程，始建于1985年，大量混凝土使用了RI阻锈剂。不仅解决了使用海砂、施工用水含盐超标等现实问题，而且在海洋环境中，使用RI钢筋阻锈剂确实起到了十分良好的防护作用（已经由17年的实际考验所证明）。本工程也是我国首次大量使用海砂的建筑群体，证明使用钢筋阻锈剂可以使海砂“变废为宝”，为海砂资源的开发利用提供了成功先例。

——天津、青岛、上海、宁波、厦门、深圳、湛江等沿海城市和地区的海工、水工及使用海砂（如宁波）的民用建筑，都已经或正在使用钢筋阻锈剂。近期，广东佛山高速公路桥、粤海铁路枢纽立交桥桥梁、海南三亚等工程建设中，已经或正在使用RI-1C2型钢筋阻锈剂。

——北京地区的桥梁建设（三环部分桥、四环众多桥），已经按设计要求，使用了RI-1C2型钢筋阻锈剂，以阻止或减缓化冰盐的腐蚀危害。正在建设中的五环、六环和北京外延的高速公路桥，也正在按设计要求使用钢筋阻锈剂。北京地区已经有上百座桥梁等使用了

——南疆铁路跨越盐碱地的区段桥梁等，已经采用了钢筋阻锈剂。是铁路部门大量使用钢筋阻锈剂的典型工程之一。

——大量工业厂房的修复工程使用了RI-103型钢筋阻锈剂。包括冶金、化工、医药、纺织以及部分海工水工的修复工程等。

——部分出口到非洲，用于海工工程和使用海砂。

5．       简要结语

5．1 当今世界，钢筋腐蚀成为影响钢筋混凝土结构耐久性的主导因素。以基础设施为主体的大量结构破坏与修复工程，已经造成巨大经济损失。在我国更应引起高度重视。

5．2 在众多腐蚀因素中，氯盐是引起大范围钢筋腐蚀破坏的最重要因素。我国存在着广泛的氯盐环境，特别是正在进行的大规模的基础设施建设，应着重加强对氯盐腐蚀的防护工作。

5．3 防止钢筋锈蚀有多种措施。但最重要的是提高对钢筋锈蚀危害的认识，确立“以防为主”的思想，在此基础上才能合理选用防护措施。这需要设计、施工、管理、维护人员的共同努力。

5．4 对于钢筋防护而言，在任何情况下混凝土质量都是最重要的。在高质量混凝土的基础上掺加钢筋阻锈剂，被认为是长期保护钢筋不发生腐蚀破坏、实现设计寿命的最简单、最经济和效果良好的技术措施。国外已经有30年使用钢筋阻锈剂的经验，近些年来在国际上得到更迅速发展。在国内以RI为代表的钢筋阻锈剂产品，已经有十多年的应用实践和数百个工程应用事例。随着我国大规模建设和众多老建筑物的修复工程，钢筋阻锈剂作为提高结构耐久性的有效措施之一，应该得到更大的发展。

5．5 钢筋阻锈剂品种繁多、品质不一，伪劣者常有。应严格按照国内外现行标准和工程应用情况等择优而用，以使钢筋阻锈剂正确发挥其真实效能。

5．6 钢筋阻锈剂是钢筋防腐蚀的方法之一，还有一些其他方法。钢筋混凝土的耐久性，应考虑综合性防护措施。

附：

钢筋腐蚀危害与钢筋阻锈剂

——国外文献摘抄（仅供参考）



    *CCT报道：今天世界面临重大问题之一是基础设施的破坏，主要是桥梁、公路，特别是钢筋腐蚀起的混凝土的破坏。

  One of the significant problems facing the world today is the decay of our infrastructure. A major component of this decay is the degradation of bridges and highways, especially the deterioration of concrete brought on by corrosion of the embedded reinforcing steel.

    *美国钢筋混凝土腐蚀的修复费每年2500亿美元，其中1550亿美元花在桥梁上。加拿大全部修复费要超过5000亿美元。

  Inattention to corrosion control as part of an overall maintenance program for infrastructure facilities has been reported to cost the US more than $ 250 billion annually (1). The US Department of Transportation recently projected the rehabilitation costs of existing bridges at $ 155 billion (2). In Canada, with the large scale use of de-icing salts dictated by the cold climate, the situation is correspondingly serious. Canada's concrete infrastructure, of which a significant portion is near the end of its design life, has a replacement value of over half a trillion dollars (3).

    *在北美、欧洲、中东和世界其他一些地区，钢筋混凝土结构的腐蚀是主要问题，氯盐引起的钢筋腐蚀破坏发生在使用防冰盐和海洋环境中，碳化也有进一步的影响。

Corrosion of steel reinforced concrete structures is a major corrosion problem in North America, Europe, the Middle-East and other parts of the world. Chloride induced rebar corrosion damage results mainly from the use of de-icing salts in cold climates and/or exposure to marine environments. Carbonation damage is a further important degradation mechanism

   * 目前，钢筋混凝土结构是建筑结构的主体，混凝土破坏很严重，钢筋腐蚀是贡献因素。按美国的统计，在所有结构破坏中，钢筋腐蚀破坏可占55%。

Structures built in reinforced concrete today dominate the construction scenario. It is natural for any material to degrade with time. Concrete also degrades much against the general perception that it is a maintenance free material. One factor that contributes to this degradation is corrosion of steel in concrete. Of the structures, it is statistical inference based on data collected in USA that corrosion attributes to distress in 55 % of cases.

    * 钢筋腐蚀是基础设施的主要威胁，预应力桥也发生破坏。钢筋腐蚀是混凝土结构耐久性的主要问题之一。

  The corrosion of metallic reinforcement is a major threat to aging infrastructure. Prestressed structures such as the bridges are showing signs of deterioration.

  Rebar corrosion is one of the main problems concerning durability of concrete structures







  

*在美国，大量使用钢筋阻锈剂的主要推动力，是公路系统钢筋混凝土桥梁的过早失效。

In the U.S., the major impetus for large-scale use of corrosion inhibitors in concrete arose from premature failures of reinforced concrete bridges on the interstate highway system

                                                  

    * 15年来钢筋阻锈剂变成日益增加的通用措施，用于预应力桥和其他混凝土结构的长期防护措施.也同样作为于海洋结构、桥和停车场的防护策略。

During the past 15 years, corrosion-inhibiting admixtures have become increasingly popular for long-term protection of reinforced and prestressed concrete components of highway bridges and other structures.

  Corrosion inhibitors can be used as a defensive strategy for concrete structures, such as marine facilities, highway bridges, and parking garages。



    *钢筋阻锈剂使用快速、便捷、成本低，在北美已成功使用20年。用于海洋结构、桥、桩，停车场等，以达到耐久和低成本。对混凝土强度无影响，不增加额外劳动，省力省钱。

  A Corrosion Inhibitor is Fast, Easy to Use and Low in Cost.Corrosion Inhibitors Have Been Used Successfully in Concrete for over 20 years in North America.

  Commercial corrosion inhibitors have been used in bridges and piers on both coasts of the US to protect them from the ravages of the salt water. documented with corrosion inhibitors.  Port Authorities, the US Navy and the Corps of Engineers have used them.

  Corrosion inhibitors have been successfully used in numerous parking structures located in northern climates and some parking facilities have been in place for over 20 years with no signs of deterioration. Engineers and contractors use corrosion inhibitors to assure durable concrete at a low cost that is easy to place.

The corrosion inhibitor is mixed in the concrete, and the strength of the concrete and the bond are not disturbed. In most cases, they are enhanced. There is no extra labor; it saves money and inventory.



    *掺加钢筋阻锈剂到新建结构中是减少修复成本的最实际和经济的方法

  The most practical and economical approach to minimize or eliminate this costly maintenance problem may well be to use better materials in new construction. This can be accomplished by adding corrosion inhibitors to a quality concrete mix.



    *渗透型钢筋阻锈剂（MCI）直接喷覆于混凝土表面，主要用于修复工程。渗透深度不足13mm。

Migrating corrosion inhibitors（MCI） may be either organic or inorganic and are sprayed or rolled directly to the surface of the concrete. They are used most often when repairing corrosion damage. the concrete surface should be milled down such that there is no more than a 13 mm cover over the reinforcing steel. For this reason these inhibitors are generally used in conjunction with a repair program that includes an overlay material.



    *钢筋阻锈剂应用日益广泛，与环氧钢筋或低渗透混凝土构成复合防腐蚀体系。环氧钢筋不能用于7线钢绞线，从而钢筋阻锈剂使用于预应力公路建筑业，包括后张应力和电缆柱灌浆、高强钢等。由于环氧钢筋在飞溅区过早失效问题，一些部门依靠钢筋阻锈剂作为海洋环境防护系统的替代方法。

  corrosion inhibitors are increasingly being employed as a part of multiple corrosion protection systems in conjunction with epoxy-coated rebars and low-permeability concrete. As yet, epoxy-coated seven-wire strands are not usually employed for prestressed concrete bridge members. In lieu of coated seven-wire strands, corrosion inhibitors have found their niche in the prestressed highway construction industry. In addition, corrosion inhibitors are finding use in cementitious grouts for filling the post-tensioning ducts of bridge members or the sheating of cable stays to protect the highly tensioned and uncoated black steel. Due to the premature failure of epoxy-coated rebars in the splash zone of piles on the Florida Keys bridges, some state highway agencies are relying on corrosion inhibitors as one of the alternative corrosion protection systems for marine application. For bridge deck exposed to excessively aggressive environment, the use of a corrosion inhibitor, in conjunction with ECR, as a redundant corrosion protection system, can enhance the service life of a structure with respect to corrosion. (Industry-sponsored research is under way on the combined use of ECR and corrosion inhibitors as a dual corrosion-protection system for bridge decks.) In addition, the corrosion inhibitors can play an important role in protecting uncoated high-strength steel in PS/C bridge members and cable-stayed bridges.



    *无黏结钢索用钢筋阻锈剂涂层填充

   The unbonded tendons strand shall be fully coated by corrosion inhibitor and then encapsulated by a seamless polypropylene sheath.



    * 在美国大量结构物使用阻锈剂已有30年，在桥设计中可达120年混凝土不发生剥落。喷硅树脂的方法被阻锈剂取代，因15年后要重涂。阻锈剂降低长期维修费。

  Corrosion inhibitor has a 30 year proven record in the US where a vast number of structures are protected in this way, It will prevent virtually all chloride induced reinforcement corrosion, so concrete spalling should not occur over the full 120 year design life of this bridge."

  Silane spraying was scrapped and replaced by a chemically based corrosion inhibitor added to the concrete mix. This allowed instant arch erection plus the bonus of reduced long term maintenance with no silane to recoat after 15 years.



    * 阻锈剂用于结构是有效的，C.C.T推荐使用这种处理技术。今天我们知道这种产品对于延长混凝土耐久性是很重要的，用于代替传统花费大的方法，是维护投资者利益的最实际选项。

   The effectiveness of a corrosion inhibitor applied to structure. C.C.T. recommends technical treatments

   Given what we know today, the use of chemistry and chemical products to extend the durability and useful life of concrete is taking on greater importance. It provides attractive and effective alternatives to the traditional (and expensive) replacement philosophy. It could be a most practical option in maintaining investments 。



    * 本来50年的桥梁，因腐蚀只有20-30年的服务期限。为了建筑更好的桥，需改进技术。比如，现已表明，利用钢筋阻锈剂能大大降低腐蚀和增加寿命。

  Intended to last for at least 50 years, several of the state's pretensioned deck-beam bridges have shown unacceptable levels of corrosion damage after only 20 to 30 years of service.

   For building better bridges， The technology has improved considerably, For example, the state now incorporates corrosion inhibitors in the concrete to significantly reduce the likelihood of corrosion and increase the service life.



  *盐（化冰盐、海水海雾）腐蚀钢筋。加钢筋阻锈剂是最经济有效的防护方法。已经有应用20年的突出效验结果，设计寿命超过100年。

Where salt is used intentionally (for deicing), it does melt the snow, but it also corrodes the steel in concrete. Salt may also be unintentionally present through the environment (seawater or airborne salt spray). Adding a corrosion inhibitor to concrete is the most cost-effective means of protection against salt corrosion and enhancing the protective environment that concrete provides to steel. Corrosion inhibitors have been used commercially in concrete for over 20 years with outstanding results. Concrete structures can be constructed with a design life of greater than 100 years.



   *美国公路局推荐采取综合防护措施而不是单一措施。钢筋阻锈剂与高性能混凝土并用（不是标准高性能混凝土）强度不要求高，但要加钢筋阻锈剂。

FHWA recommends the use of multiple protection systems and does not require any specific system to be used.

A corrosion inhibitor should be used with High Performance Concrete, HPC. It is usually stronger - and less permeable to salt. There is no standard HPC recipe. Some states have recommended minimum strength levels and corrosion protection by including specified levels of a corrosion inhibitor admixture. For example, it was recently reported that Maryland has specified strengths of 7000 psi for supporting structure and 4200 psi for deck concrete. In addition to cement content and water-cementitious ratio, air content, pozzolan content, polypropylene fibers, and corrosion inhibitors were specified. Epoxy-coated rebars were not specified. Recent investigations have raised concerns about the use of painted rebars in moist environments.

An ACI Strategic Development Council consortium developed a service life prediction model, Life-365, for designing durable concrete.



  * 新混凝土结构的防腐蚀：在严酷的腐蚀环境中桥梁钢筋不腐蚀是困难的，要求采取适当的防护体系，即不同措施的联合使用。如适当的混凝土厚度、混凝土质量、钢筋阻锈剂、耐腐蚀钢筋。

Corrosion Control in New Concrete Constructions

Given the very harsh service environments that many bridges are typically exposed to, it is difficult to build reinforced concrete bridges that would be free of steel reinforcement corrosion. The achievement of this goal requires the adoption of system approach, i.e., using a combination of different measures, such as adequate depth of concrete cover, quality concrete, corrosion inhibitors admixture, and corrosion-resistant reinforcement.

国外钢筋阻锈剂相关规范、政令（部分摘译）

1．   ACI2222R 《混凝土中钢筋腐蚀》

——三种有效的防护措施是：钢筋阻锈剂、环氧涂层钢筋和阴极保护。

2．   NACE 《混凝土中钢筋防腐蚀设计规范》

——4.2.6 采用钢筋阻锈剂。对所选用的钢筋阻锈剂的有效性，应有鉴定与评价。

3．美国《钢筋混凝土桥梁防腐蚀手册》

——桥梁防氯盐腐蚀的防护措施包括：钢筋阻锈剂、环氧涂层钢筋。

4． 日本工业标准 〈〈钢筋混凝土用防锈剂〉〉（JISA6205）

——1.适用范围:一般混凝土作为混合材料。

——2.定义：抑制混凝土中钢筋腐蚀的混合材料。

5． 日本〈〈混凝土标准规范〉〉

——3.6.3.3 作为外加剂的钢筋防锈剂必须符合JISA6205规定……河砂枯竭 海砂含盐超标,必须采取对策, 钢筋防锈剂是防止盐腐蚀的措施。

6.日本建设省指令

——579号文：海砂含盐量 〉0.04%，必须采取防护措施，包括使用钢筋防锈剂；

——142号文：混凝土中含盐量不应超过0.3Kg/M3,超过的情况必须预先采取防护措施，包括使用钢筋防锈剂。

7．俄罗斯〈〈建筑防腐蚀设计规范〉〉

——8.16 为提高钢筋混凝土在腐蚀环境中的耐腐蚀能力,应采用防腐蚀外加剂。

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钢筋阻锈剂的相关问题与答复

Anonymous 写着 "洪乃丰

[按] 近期，以各种方式咨询钢筋阻锈剂者不少，并特别关心RI-1系列钢筋阻锈剂的相关问题。现就很多人关注的市场培育与发展方面的问题归纳如下，愿与关心者共同讨论、探讨。

1． 您作为我国钢筋阻锈剂的早期开拓者之一，对其国内市场发展有何看法？
用一句话概括——市场看好，开拓仍有难度。
市场看好表现为，社会已经开始认识和接纳钢筋阻锈剂这一技术措施，多方面的规程、规范也已经纳入其内容；几年前还只有冶金部建筑研究总院独家推出RI-1系列钢筋阻锈剂，在国内市场上进行十分艰苦地开拓（在宣传和制定相关标准方面，我也努力起到一定作用）。而现在，不仅国内已经有数家钢筋阻锈剂产品问世，而且已有几家国外产品进入我国市场（主要是渗透型用于修复工程）。钢筋阻锈剂作为混凝土中钢筋防腐蚀的技术措施之一（特别是对氯盐的腐蚀），在世界范围内也处于发展时期（美国已经成立了《钢筋阻锈剂联合会》（CCIA）），我国正处于大规模的基础设施建设时期，国家对重要工程的使用年限（耐久性）越来越重视和提出明确的要求，这都是促进钢筋阻锈剂发展、扩大应用的动力。因此，其市场前景是良好的。
开拓仍有难度也是显而易见的。总体说来，国内对于混凝土耐久性、钢筋腐蚀危害等的认识，比较国际上尚有较大距离，“短期行为”“利益驱动”等较普遍存在的社会现象，仍是钢筋阻锈剂等技术发展与市场开拓的不小阻力。管理者、业主主动采用这样技术的积极性尚待进一步发挥。包括技术、学术界，对钢筋阻锈剂的评价与定位，以及使用的必要性等方面尚有一个研讨过程；其阻锈效能的检验，也需要工程事例和时间的考验。
另外一个不可忽视的因素是，随着钢筋阻锈剂市场的看好，国内外钢筋阻锈剂的品种也将不断增加，会出现“真伪难辨”的情况。虚假的宣传、假冒伪劣产品的出现等，会对市场的形成与发展带来明显的负面影响。
作为钢筋阻锈剂的早期研究与开发者之一，我自然希望我国钢筋阻锈剂的研制、开发与应用能够得到正常、合理、快速的发展，在此方面也能跟上世界发展趋势，使此项技术对我国钢筋防腐蚀和混凝土耐久性方面，发挥它应有的作用。更希望国内高质量的钢筋阻锈剂产品不断涌现，用好性能、好信誉赢得市场。希望致力于推动钢筋阻锈剂发展的同仁们，从发展大市场着眼，像美国《钢筋阻锈剂联合会》那样，共同努力，“团结+正当竞争”，为培育和发展国内的钢筋阻锈剂市场作出贡献。

2．RI-1系列钢筋阻锈剂是怎样研究发展的？有“造假”现象吗？
早在1984年，冶金部着手建设山东三山岛金矿工程，由冶金部建筑研究总院承担解决（海洋环境下）三山岛金矿建筑物腐蚀问题，并选择了“钢筋阻锈剂”为主要技术路线的研究课题（我是课题负责人）。从试验室研究到试生产，直到工程现场应用，历经几年，于1987年由冶金部主持技术鉴定与成果验收（我国著名钢筋混凝土专家吴中伟院士是成果鉴定专家委员会的主任委员）。之后，根据专家推荐意见，进行了成果转化并形成了RI-1系列钢筋阻锈剂产品。继而，于1991年制定了我国首例《钢筋阻锈剂使用技术规程》（1998年修订）。同时期，国内也有其他单位（如南京水科院）在进行钢筋阻锈剂研究。但是，长期以来，钢筋阻锈剂的市场开拓是非常困难的（原因多种），在国内作为一项新技术，发展速度十分缓慢，RI钢筋阻锈剂也在艰难中不断改进与创新。随着我国改革发展步伐的加快，近些年来钢筋阻锈剂市场有了明显专机。国外钢筋阻锈剂产品的进入，也促进国内市场的发展。RI-1系列钢筋阻锈剂作为唯一获部级鉴定和产品转化较早的成果（注意：冶金部建筑研究总院只有RI-1系列没有其他类型的钢筋阻锈剂成果与产品！），在国内的确起到了一定带头和带动作用，但就市场培育与开拓发展而言，其贡献是很有限的（原因多种）。随着市场的发展，无疑需要更多的国内外新型、优良钢筋阻锈剂品种，参与市场竞争。现在国内其他单位，已经有不少种类的钢筋阻锈剂问世，这总体上是一个好现象，是兴旺发达的象征。
RI-1系列钢筋阻锈剂在艰难的开拓发展中，也还遇到来自内部、外部的不少麻烦。比如，由于RI-1系列钢筋阻锈剂已经有较好的社会声誉和大量工程应用事例，就曾多次出现以下情况：或冒充RI-1系列钢筋阻锈剂在市场推销，或假称与我“合作” 、“推广”的名义销售并非RI-1系列的阻锈剂产品。更有甚者，虽然表面上没有打出RI-1系列的阻锈剂的旗号（如另起一个型号），但其产品说明书、主要性能指标、使用说明、甚至工程应用事例等，几乎全部套用、抄袭RI-1系列的阻锈剂产品资料的内容。（有时在网上也能够看到，请大家注意、小心提防！）。虽然这些不良现象常被揭露或自我暴露，但至今还有类似现象存在。从另外角度想，这也许是钢筋阻锈剂市场有开始“火”的迹象，于是就有来“走捷径”了。在艰苦的市场开拓阶段，这些人是不会参与的。
我国正处在改革、开放、发展中，市场中的假冒伪劣现象、抄袭剽窃现象、“移花接木”行为等不时出现（少数科技人员也竟然沦落其中），钢筋阻锈剂市场也不例外。这是社会不良现象的一部分，是另人深恶痛绝的和必须反对的。相信随着国家整治科技腐败现象和净化市场工作的深入开展，钢筋阻锈剂会有更好的市场氛围。