混凝土中钢筋的腐蚀机理及影响因素分析(2)

　　（4）混凝土碳化程度和氯离子含量
　　混凝土碳化和氯离子侵蚀是混凝土内钢筋腐蚀的两个主要原因。通常，混凝土碳化会导致混凝土的中性化，当钢筋表面混凝土孔隙溶液的pH值小于临界值后，钢筋钝化膜开始破坏。当混凝土钢筋表面的自由氯离子浓度超过临界氯离子浓度后，钢筋钝化膜也会发生破坏。自由氯离子的含量越高，钢筋腐蚀的速率越高，且发生点蚀的概率也越大。
　　（5）混凝土保护层厚度
　　环境中的侵蚀性物质达到钢筋表面必须经过混凝土保护层。保护层越厚、越密实，侵蚀性物质达到钢筋表面的时间越长。因此增加混凝土保护层厚度能够有效减缓钢筋钝化膜破坏、开始腐蚀的时间，即延长腐蚀诱导期。
　　然而，混凝土保护层厚度对钢筋腐蚀速率的影响规律目前还没有一致性结论。Mendoza等基于野外暴露腐蚀试验，发现部分试件的钢筋腐蚀速率随着保护层厚度的增加而不断增大；Hussain等分析了不同环境条件下混凝土中的氧气对钢筋腐蚀速率的影响，发现部分试件的钢筋腐蚀速率随保护层厚度增加而增大。采用加速腐蚀试验，分析了保护层厚度对钢筋腐蚀速率的影响，发现钢筋的腐蚀速率随着混凝土保护层厚度的增加而不断减小。
　　（6）空气相对湿度
　　空气相对湿度直接影响混凝土的水饱和度，后者通常随着前者的增加而增加，进而引起混凝土电阻率的降低。同时，空气相对湿度的增大会使混凝土中氧气的扩散速度降低，进而使阴极反应的速率降低。在两者的综合作用下，钢筋的腐蚀速率随空气相对湿度的增加先增加再减。
　　（7）环境温度
　　根据Arrhenius方程可知，温度的升高会加快化学反应速率。但由于钢筋腐蚀过程比较复杂，关于温度对钢筋钢筋腐蚀速率的影响仍缺乏统一性的结论。发现在阳极控制的条件下，反应速率主要与阳极的温度有关，且在68℃以下时反应速率随着温度的升高呈指数形式增加，符合Arrhenius方程；在阴极控制的条件下，腐蚀速率主要与阴极温度有关，且在80℃以下时呈线性关系增长，高于80℃后，由于氧气的溶解度降低，腐蚀速率迅速减小。对混凝土试件进行了为期1.5年的监测，发现钢筋的腐蚀速率和温度之间没有明显的关系。研究发现，在含氯盐的湿润混凝土中，腐蚀速率随着温度的升高而增加；在干燥或半干燥的混凝土中，温度对钢筋腐蚀速率的影响规律恰好相反。
　　（8）结构荷载
　　结构荷载直接影响裂缝的宽度、间距以及钢筋的应力。混凝土开裂后，裂缝为外界侵蚀性离子侵入混凝土内部提供了快速通道，进而引起钢筋腐蚀速率的增加。
　　3 结语
　　基于混凝土中钢筋的腐蚀机理，讨论了水灰比、水泥种类及活性掺和料、混凝土电阻率、保护层厚度、环境温度、相对湿度等因素对钢筋腐蚀速率的影响规律，对于混凝土中钢筋腐蚀的预防和控制具有指导意义。
　　参考文献：
　　[1]余波，毋铭，杨绿峰.混凝土中钢筋的腐蚀行为及腐蚀速率实用预测模型[J].建筑材料学报，2014（5）.
　　[2]施惠生，郭晓潞，张贺.水灰比对水工混凝土中钢筋锈蚀的影响[J]. 水利学报，2009.
　　[3]施惠生，郭晓潞，张贺.氯离子含量对混凝土中钢筋锈蚀的影响[J]. 水泥技术，2009.
　　[4]余波，毋铭，杨绿峰.混凝土保护层对钢筋腐蚀行为和腐蚀速率的影响[J].工业建筑，2014（7）.

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