混凝土钢筋锈蚀机理及防腐研究

面涂层有环氧树脂涂层 、 锌和磷 化涂层 等 ， 中以环 氧树脂 涂 镀 其 层应用最为广泛 ， 在复杂 的交叉部 位 ， 但 由于钢 筋弯 曲时存在 较
大的应力 ， 环氧树脂涂 层钢筋 的粘结 性能不 易保证 ， 因此 不宜使 用环氧树脂涂层钢筋。镀锌是在钢筋 表面镀上一层锌 ， 它兼有牺
４ 钢 筋 的防腐 技术
４ １ 普通钢 筋 的防腐技 术 ．
１应用阻锈剂 。应用 阻锈剂 能够 阻止 或延缓 氯离 子对钢筋 ）
在 １ ． 左右 ， ２５ 由于混凝土 中还含有少 量 Ｎ ２ Ｋ’ ａ０， Ｏ等盐分 ， 实际 ｐ Ｈ值可超过 １ 。在这样 高碱性 的环境 中， ３ 钢筋表 面氧化形成 一
池， 因此这个条件总是满足 的。３ 钢筋表 面有 电化 学反 应和离子 ） 扩散所需的水 和氧气 。一般情 况下混凝土 中的孔 隙充满孔 隙液 ， 外界大气中的氧气通过毛细作用进入孔隙液成 为溶解氧并扩 散到
阻锈剂 的同时应使用低渗透性 混凝土 ， 以防止阻锈剂流失 。２ 提 ）
高混凝 土的质量 。通过 掺加火 山灰质材料 、 微硅粉 、 磨细矿渣 或
） ） 混凝土 中钢筋锈 蚀是 十分 普遍 的现象 ， 尤其是 在沿海 地 区、 浓度的影响。５混凝土 电阻抗的影响。６混凝土保护层的影响。
大的经济损失 。在对锈蚀钢筋力 学性能和粘结性 能展 开研究前 ，
本文对混凝土 中钢筋的腐蚀机理 、 钢筋锈蚀 的影 响因素和钢筋锈 蚀 的试验方法进行 全面的探讨和研究 ， 并概述 了当前 混凝 土 中钢
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８ ・ ４
第３ ６卷 第 ８期 ２０ １０年 ３月
山 西 建 筑
Ｓ ＨＡＮＸＩ ＡＲＣＨＩ ＴＤＣ ＴＵＲＥ
Ｖｏ． ６Ｎｏ． １３ ８ Ｍａ． ２ ０ ｒ ０１
文 章编 号 ：０９６ ２ （０ ０ ０ ０ ４０ １０ —８ ５ ２ １ ）８０ ８ —２
粉煤灰 等方 法 ， 能够有效降低 混凝 土的孔隙尺寸和 阻断 毛细孔 的 连通 ， 从而有效的提高混凝土的抗 渗性能 。提高混凝土质量 的另
一
个重要 内容是限制混凝土中 的氯 离子含量 。混凝 土骨料 、 拌合
水 、 加剂 等带人混凝土 中的氯离子总量一般 不得超过混凝土 中 外 水泥重量的 ０ １ ．％～０ ３ ． ％。３ 表 面涂层 。表 面涂层可分 为混凝 ） 土表面涂层 和钢筋 表 面涂层两 种。混凝土 表面涂层 是降低 氯离 子渗透速度 和混凝 土碳化 速度 的有 效辅 助措施 。常 用的钢筋 表
牲 阳极的作用 ， 但是镀锌层的寿命较短 ， 一般不超过 ３ 。４ 阴 ０年 ）
极保 护法 。阴极保护 常作为 一种补 助措施来 防止混 凝土 中钢筋
２ ３ 钢筋 的全 面腐蚀 与局 部腐蚀 ．
的腐 蚀 。在 良好 的导 电介 质 中， 例如海水 中 ， 阴极 保护可 以通 过 混凝土 中钢筋 的腐蚀 可分为 全面腐 蚀和局 部腐蚀 。从 腐蚀 在钢筋上 连接牺牲 阳极来实现 。而在导 电性差 的环境 中， 例如 在 形态上看 ， 钢筋的全面腐蚀 是指 腐蚀分 布在整个 钢筋 表面上 ， 腐 大气 中， 阴极保 护可 以在 钢筋 和难 溶性 阳极之 问施加 电流实现 ， 蚀较为均匀 ； 局部腐蚀是指钢筋表面上各部 分的腐蚀程度存 在明 钢筋和难溶性 阳极之间用塑料网隔开 。近来 ， 在海洋条件下及有 显的差异 ， 特别是指一小部分表面 区域 的腐 蚀速度和腐蚀梯度远 限的范围 内， 也常在钢 筋表 面包覆 上不锈 钢或镍层 等进行 防锈。 大于整个表面的平均值的腐蚀情况 。 在较为恶劣的腐蚀 性环 境条件下 ， 这种钢筋 防腐方 法往往是经济
钢筋表面 ， 因此该条件通常也是满足的。
２ ２ 混凝 土 中钢 筋腐蚀 的 电化 学反应过 程 ．
混凝土中钢筋腐 蚀的电化学原理如 图 １ 所示 ， 钢筋 的腐 蚀过 程包括下述 ４ 电化学反应过程 ： ） 个 １ 阳极 反应过程 。２ 电子传 输 ） 过程 ： 即阳极区释放的电子通过钢筋 向阴极区传送 。３ 阴极 反应 ） 去极化过程 。４ 腐蚀产物生成 过程 。 ）
中 图分 类 号 ： Ｕ３ ５ Ｔ ７ 文献标识码 ： Ａ
１ 概 述
工业污染地 区钢筋锈 蚀问题 更为 突出。如今钢 筋锈蚀 已被公认
为 混凝 土结 构 耐 久 性 劣 化 最 主要 的 原 因 ， 少 国 家 为 此 遭 受 了 巨 不
素有 ：） ２ １０ 扩散的影响。２ ｐ ）Ｈ值 的影 响。３ 温度的影响。４ Ｃ ） ）ｌ
筋锈蚀 的无损检测方法 和钢筋 的防腐技术 。
２ 混凝 土 中钢 筋的 电化 学腐 蚀机理
图 １ 钢筋 腐 蚀 的 电 化学 原 理 图
２ １ 混凝 土 中钢 筋发 生腐蚀 的条件 ．
１钢筋表面的钝化膜遭到破 坏 ， ） 钢筋处 于活化状态 。混凝 土 中的孔隙液主要成分是 Ｃ （ ２ ａＯＨ） 饱和溶液 ， 碱度很高 ，Ｈ值通 常 ｐ
混 凝 土 钢 筋 锈 蚀 机 理 及 防 腐 研 究
杨松 荣 孙友 态
摘 要： 针对混凝土 中钢 筋锈蚀现象 ， 对混凝土 中钢筋 的腐蚀机理 ， 钢筋锈蚀 的影响 因素和试验方法进行 了全 面的探讨
和研 究， 并概述 了当前 混凝土 中钢筋锈蚀 的无损检 测方法和钢筋 的防腐技术。 关键词 ： 钢筋锈蚀机理 ， 影响 因素， 防腐技术， 电化学反应
层水化氧化膜 （－Ｆ ｚ ３ Ｈ Ｏ） ７． ｅｏ ｎ ２ 。这层致 密的氧化膜 牢固地 吸附
钝化膜 的破坏 。阻锈剂是 钢筋锈蚀 长期防护 的有效措施 之一 ， Βιβλιοθήκη Baidu
我 国已有明确的 Ｙ ／ ２ １９ Ｂ ｒ９ ３ —８钢筋阻锈剂使 用技术规程 。采用
在钢筋表 面， 使钢筋 处于钝 化状态 ， 即使 在有水分 和氧 气的条件 下钢筋也不容易发生腐蚀 ， 故称 为“ 钝化膜 ” ） 。２ 钢筋表面存在 电 位差 ， 构成腐蚀 电池 。钢筋 中含有的少量杂质及 钢筋成分 的不均 匀性 、 周围混凝土孔隙液 中钢筋腐蚀 的去极化剂 （ Ｏ 如 Ｈ一，１和 Ｃ 溶解氧等） 的浓度差等 ， 都会使 钢筋表 面形成 许多微 小 的腐 蚀 电