混凝土中钢筋锈蚀机理及其影响因素分析

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混凝土中钢筋锈蚀机理及其影响因素分析

作者：孔燕

来源：《科技视界》2015年第11期

【摘 要】本文阐述了混凝土中钢筋锈蚀的机理及过程，分析了影响钢筋锈蚀的主要因素，提出了钢筋锈蚀的一般性预控措施。

【关键词】钢筋锈蚀；碳化；环境湿度；Cl-侵蚀

钢筋长期暴露在外会发生锈蚀，这是一个电化学反应过程。造成钢筋锈蚀的因素很多，主要有自然环境因素和人为因素，如潮湿的空气、含侵蚀性介质的地下水、海洋环境，以及工业生产产生的酸等因素。尽管引起钢筋锈蚀的原因不同，但钢筋锈蚀对结构造成的破坏是一样的，即钢筋锈蚀到一定程度后，锈蚀产物产生的膨胀压力将会使混凝土保护层发生顺筋开裂，进而造成一系列破坏。 1 混凝土中钢筋的锈蚀机理

混凝土在水化作用时水泥中的氧化钙生成氢氧化钙，使得混凝土孔隙中含有大量的OH-离子，其PH值一般可达到12.5～13.5，使得钢筋混凝土结构中，混凝土内部的碱性很高。这样高的碱性可以使其内部的钢筋表面保持钝化状态，钢筋表面会形成一层不易渗透的牢固的粘附于钢筋表面的氧化物—钝化膜，钝化膜使钢筋表面不存在活性的铁，因此电化学腐蚀无法进行，阻止钢筋进一步锈蚀。钝化膜是阻止钢筋锈蚀的实质，而混凝土保护层是使钢筋表面形成钝化膜的前提，二者共同作用形成了防止钢筋锈蚀的两道防线。

在使用过程中随着混凝土的碳化，钢筋锈蚀会逐步产生。在混凝土碳化过程中，混凝土的碱性大大降低，其pH值由原来的12.5降到9左右。据有关资料显示，当混凝土内部的pH值降低至11.5以下时，埋在混凝土内部的钢筋表面钝化膜就被破坏了，使钢筋表面处于活化状态。呈现活化状态的钢筋表面在其表面有水和氧气的作用下，就会发生如下反应： 1）在阳极发生以下阳极反应： 2Fe-4e-→2Fe2+

2）在阴极发生如下阴极反应： 2H 2O +O2 +4e- →4OH-

钢筋锈蚀过程的全反应是阳极反应和阴极反应的组合，在钢筋表面析出Fe（OH）2，其反应式为：

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