钢筋作用

   钢筋在混凝土中可以增加混凝土的抗拉强度和抗弯强度，而混疑土水化物所形成的碱性环境又能使钢筋免于腐蚀，钢筋混凝土结构已成为工业和民用中最常见的建筑结构。但随着钢筋混凝土构筑物与腐蚀性介质的长期接触，混凝土逐渐失去对钢筋的保护作用，钢筋由于锈蚀，腐蚀产物的膨胀产生的拉应力超过混凝土原先的抗拉的拉应力，会使混凝土发胀开裂，从而造成钢筋混凝土结构的破坏。钢筋腐蚀引起建筑物的破坏已成为世界性关注的问题。

混凝土是由水泥、沙石和水组成的多孔材料，在混凝土的孔隙里溶液pH 值在12以上，在这种环境中钢筋表面发生钝化，生成耐蚀的钝化膜。但是随着使用时间延长或混凝土出现裂缝，CI-、O2、H2O和CO2渗入，钢筋就会被腐蚀。

腐蚀原因

    钢筋混凝土腐蚀的主要原因是冰雪融化和海洋环境氯化物的侵蚀。工业环境的腐蚀性介质、中性化、盐碱土、冻融等也是钢筋混凝土腐蚀的重要因素。由于氯化物引起的钢筋腐蚀，人们称它为钢筋混凝土的：“盐害”。北美、北欧、英国、澳大利亚、东南亚、日本的钢筋混凝土“盐害”问题较为突出。据资料介绍，在氯化物环境中的钢筋混凝土建筑物，使用15~20 年就出现钢筋腐蚀破坏并需要修复。
    钢筋的腐蚀实质上是铁的氧化。影响钢筋在混凝土中腐蚀的因素很多，主要有以下几个方面：

1材料自身

    钢筋的不均匀是指其化学组成或晶体结构上的差异，受力状况不同，表面膜的不连续，被破损或被污染的程度不同等。这些不均匀性会导致存在电位差和形成腐蚀电池，使钢筋被腐蚀。

2氯化物

    氯离子能加速混凝土钢筋腐蚀。氯离子能破坏钢筋表面的钝化膜，使钢筋发生局部腐蚀。游离的氯离子通过混凝土的孔隙或毛细管到达钢筋表面，改变钢筋表面的环境，在氯离子的侵蚀处发生腐蚀。

3二氧化碳

    空气中的二氧化碳易与混凝土中的氢氧化钙作用。其破坏主要表现为：1.使空隙溶液的PH 值降低到8.3左右，钢筋从钝化态转入活性态；2.混凝土粉化，失去对钢筋的保护作用；3.由于PH值的降低，混凝土中的硅酸盐不稳定，释放氯离子，使游离氯离子的浓度增大，混凝土钢筋腐蚀更严重。空气中CO2、SO2、HCI、H2S含量越高。由其所形成的酸雨对混凝土的侵蚀破坏越大。

4氧和水

    氧参与钢筋腐蚀电化学过程的阴极反应，钢筋的腐蚀速率受到水中溶解氧扩散过程的控制。水不仅可加速混凝土的碳化作用，也为钢筋的腐蚀提供了条件。

5硫酸盐

    硫酸盐对混凝土钢筋也有侵蚀作用。大部分硫酸盐会与水化后水泥中的CaOH）2 和铝酸三钙（C3A） 作用形成硫酸钙，硫酸钙具有膨胀性，使混凝土内部产生裂缝，混凝土强度下降，空隙增多，加速混凝土的恶化和劣化。地下水中琉酸盐含量愈多、温度愈高，钢筋混凝土受损程度将愈严重。

6镁盐

    镁盐渗入混凝土以后与Ca（OH）2 发生反应，使混凝土中的碱度降低，水泥中的水化硅酸钙和铝酸钙与镁盐反应，生成的Mg（OH）2还能与铝胶、硅胶反应，结果使水泥石黏结力减弱，使混凝土强度降低，钢筋受腐蚀。

7微生物作用

    混凝土中有硫化细菌时，细菌将S转变成硫酸，引起混凝土被腐蚀

如何预防

    预防钢筋腐蚀主要是需要减小混凝土的碳化和氯化物的渗透量。

    钢筋混凝土的发明与发展的主要因素之一是水泥浆具有保护钢筋免受腐蚀的能力。钢筋混凝土中水泥的水化产物氢氧化钙是一种高碱性物质，pH值在12.5以上，混凝土中钢筋与该溶液接触，表面会形成氧化亚铁面膜，它可以钝化钢筋，阻止氧接触钢筋，对钢筋起到保护作用。这种钝化作用在碱性环境中是很稳定的。当水份通过孔洞形态的混凝土，在里面形成氢氧化钙。氢氧化钙是一个碱性环境，由于外来的酸性气体，如二氧化碳渗入混凝土与氢氧化钙发生化学反应，变成碳酸钙，整个反应称为碳化作用。 

    CO2+H2O+Ca（OH）CaCO3+2H2O

    混凝土施工时往往会加入一些含有氯化物的预混合料，例如污染的水源，砂石等等。混凝土固化后，在大气环境中的氯化物污染是难以避免。

    氯离子是一种穿透力极强的腐蚀介质，当接触到钢铁表面，便迅速破坏钢铁表面的钝化层，即使在强碱性环境中，氯离子Cl-引起的点锈腐蚀依然会发生，同时由于不论是气态还是液态的水往往会渗透到混凝土里面，而这种水并非纯水，而是含有一些杂质的电解液，电化学作用导致锈蚀加快进行。当氯离子渗透到达钢筋表面，氯离子浓度较高的局部保护膜破坏，成为活化态。在氧和水充足的条件下，活化的钢筋表面形成一个小阳极，未活化的钢筋表面成为阴极，结果阳极金属铁溶解，形成腐蚀坑，一般称这种腐蚀为点腐蚀。这个过程主要有下列反应：

    Fe2++2Cl-+2H2OFe（OH）2+2HCl

    4Fe（OH）2+O2+2H2O4Fe（OH）3（铁锈）

    Fe（OH）3若继续失水就形成水化氧化物FeOH（即为红锈），一部分氧化不完全的变成Fe3O4（即为黑锈），在钢筋表面形成锈层。由于铁锈层呈多孔状，即使锈层较厚，其阻挡进一步腐蚀的效果也不大，因而腐蚀将不断向内部发展。

    国际上还没有一致公认的引起混凝土中钢筋腐蚀的氯化物界限值，当结构处于干湿交替状态下或常年湿度大于80%时，通常认为在氯化物含量与混凝土的重量比达到0.2％以上时，就比较危险。

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