日本菊水化学工業與JR Soken Engineering展開技術合作,成功開發出一項對混凝土結構物之鋼筋防鏽與修復具有高度效果的高防鏽鋼筋混凝土補修工法「BR-SS工法(添加鹽分吸附劑之防鏽工法)」。近年來,因內部鋼筋鏽蝕與劣化所導致的混凝土剝落問題日益嚴重,已成為建築物與土木工程領域的重要課題。如何有效抑制鋼筋腐蝕、延緩結構老化並提升強韌性與耐久性,成為建設產業亟需解決的技術重點。
此次開發的BR-SS工法透過2項作用機制發揮高效防鏽效果。首先研究團隊利用獨家開發的鹽分吸附劑,將導致鋼筋腐蝕的主要因素—氯化物離子加以吸附並固定化,並同時釋放具有防鏽功能的亞硝酸根離子,促進鋼筋表面形成可抑制腐蝕的鈍化膜,並維持此機制。透過雙重作用,可顯著提升鋼筋的防腐蝕性能。新工法結合了添加鹽分吸附劑的聚合物水泥系鋼筋防鏽材料與斷面修復材料。其主要作用對象為殘存於混凝土結構體內或長年因風雨等外部環境滲入的氯化物離子。
一般而言,氯化物離子會破壞鋼筋原有的鈍化膜,促使鋼筋表面開始產生鏽蝕與腐蝕。隨著鏽蝕進行,腐蝕產物體積膨脹,並在鋼筋與混凝土界面產生膨脹壓力,最終導致混凝土開裂與剝落,成為結構劣化的重要原因之一。BR-SS工法採用的鹽分吸附劑為具有層狀結構的鈣/鋁複合氫氧化物,可高效率吸附並固定氯化物離子,且亞硝酸根離子促進鋼筋表面鈍化膜的再形成並發揮防鏽作用,進一步抑制腐蝕進程。
此外,新工法透過雙層防護設計強化防蝕效果:一方面使用添加鹽分吸附劑的低收縮聚合物水泥系防鏽膏材,另一方面搭配針對構體斷面最佳化設計且同樣添加吸附劑的斷面修復砂漿,形成雙重抑制發鏽機制。
菊水化學工業表示,與既有以亞硝酸根離子為主的鹽害對策工法相比,BR-SS工法即使在高濃度氯化物離子環境下亦能有效進行除鹽處理,克服既有技術限制。新工法可望廣泛應用於橋梁、道路沿線構造物及各類混凝土設施,作為防止混凝土剝落與延長結構壽命的再生補修解決方案。