钢筋锈蚀原理浅谈

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1、钢筋的锈蚀机理及影响因素方岸林摘要本文基于大量的研究成果，并从理论原理出发，深入地分析总结了钢筋混凝土构件中钢筋的锈蚀机理、钢筋锈蚀后的粘结性能退化机理及影响混凝土构件中钢筋锈蚀的主要因素。为以后的研究者提供理论上的参考依据。关键词：锈蚀机理退化机理参考依据TheCorrosiveMechanismsAndTheInfluencingFactorsOfReinforcementAbstract:Thispassagebasiconalotofresearches,andsetoutfromprinciples,gaiveanin-de

2、pthanalyzeandsummarizethatthecorrosivemechanismofthereinforcementsintheconcretestructures,thedegeneratemechanismofthebondperformanceafterreinforcementbeingcorrosived,andthemainfactorsofimpactreinforcedcorrosived.Providetheoreticalreferenceimformetionforthefoutureresearc

3、hers.KeyWords:corrosivemechanism,degeneratemechanism,referenceimformetion0．引言自水泥问世以来，钢筋混凝土结构在土木工程中得到了广泛的应用。然而由于施工不当、不良使用条件（如工业环境、海洋环境等）、不当使用方法（如高速路路面和桥梁桥面撒盐除冰法等），特别是由于目前环境的严重污染（如我国的酸雨强度近年来持续增强等[1]）等因素的影响，混凝土中钢筋的锈蚀已经成为威胁全世界混凝土结构耐久性的最主要灾害。1991年在法国召开的第二届混凝土耐久性国际学术会议上，美国加州大

4、学Mehta教授[2]的主题报告“混凝土耐久性50年进展”中提出，目前钢筋锈蚀已经成为钢筋混凝土构件破坏的最主要的原因。根据有关资料报道[3]，日本约有21.4%的钢筋钢筋混凝土结构损坏是由于钢筋锈蚀引起的；在美国，最普遍的耐久性破坏形式为钢筋混凝土桥梁、路面以及钢结构中的钢筋锈蚀破坏，仅1998年因腐蚀造成的经济损失就达276亿美元[1]；近年来，我国各种因钢筋锈蚀导致的混凝土结构破坏现象也日益显著，有调查表明[4]，1981年通过对我国华南地区的18座海港码头、引桥的调查显示，在使用7~25年后，有89%出现钢筋锈蚀问题，其中几座

5、己经不能正常使用。综上所知，对钢筋的锈蚀进行深层次的研究探讨已势在必行。一混凝土中钢筋锈蚀的机理及特征混凝土中钢筋的锈蚀可分为自然电化学腐蚀、杂散电流腐蚀、应力腐蚀及氢脆腐蚀[5]。钢筋钢筋混凝土结构中所产生的腐蚀通常为电化学腐蚀，应力腐蚀和氢脆腐蚀一般只出现在预应力钢筋混凝土结构中，目前大多数的研究也主要针对电化学腐蚀。因此鉴于篇幅的原因，本文只对电化学腐蚀作介绍。1．1自然电化学腐蚀原理通常情况下，混凝土空隙中充满水泥水化时产生的Ca(OH)2过饱和溶液，使得混凝土具有很强的碱性，PH值一般为12.5~13.2。钢筋在这种强碱性环

6、境中，表面会沉积一层致密的由Fe3O3.nH2O或Fe3O4.nH2O组成的碱性钝化膜，该膜的厚度约为(0.2~1)um，能使阳极反应受到抑制从而阻止钢筋锈蚀[6]。只要碱性环境存在，钝化膜就能自我修复[7]。但是当酸性物质侵入并与Ca（OH）2作用时，混凝土的PH值就会降低（可降至9以下）。当混凝土PH值降至11.5以下时，混凝土钝化膜就会遭受破坏，从而失去对钢筋的保护作用，若有空气和水分侵入时，钢筋便开始锈蚀[8]。使钢筋钝化膜破坏的主要因素有四点：一是有Cl—离子作用破坏钢筋钝化膜；二是当无其他有害物质时,由碳化作用破坏钢筋钝化

7、膜；三是由SO4或其它酸性介质侵入而使混凝土碱度降低而使钝化膜破坏；四是混凝土中掺入大量活性混合物材料或采用低碱度水泥，导致钝化膜破坏或根本不生成钝化膜[5]。其中第一个因素是主要因素。电化学腐蚀必须满足两个基本条件：一是存在两个具有不同电位值的电极；二是金属表面存在电解质液相薄膜。第一个条件是内部条件，既钝化膜遭到破坏，产生活化点；第二个条件为外部条件，既必须有水分及氧的作用，且混凝土中的相对湿度要大于60%[9]，当这两个条件同时存在时，则构件内部就会存在电位差，可以产生局部腐蚀电池，进而钢筋就会腐蚀。1.2电化学腐蚀中几种典型的

8、腐蚀特征[5]（1）对于侵蚀性介质比较少的工业厂房（如炼钢厂房、轧钢厂房等）中，混凝土中钢筋锈蚀易发生于屋面板及柱跟处，因为这些部位构件经常处于潮湿状态，其钢筋的锈蚀都是在混凝土碳化后发生，一般混凝土表面没有保护措施，锈