海砂混凝土中钢筋锈蚀机理及其防治

原标题： 海砂混凝土中钢筋锈蚀机理及其防治

作   者： 砼友服务平台

海砂混凝土中钢筋锈蚀其实是一个多因素藕合的复杂过程，可分为内因和外因。内因是混凝土内部的氯离子含量、孔隙特征、水化程度、C3A含量、保护层厚度、pH值等;外因包括温度、湿度、碳化、受荷特征、酸碱盐环境等一系列因素。这些因素不是独立的，它们之间相互影响相互作用于混凝土内部，最终在这些多因素的藕合下造成混凝土劣化、钢筋锈蚀，最终导致海砂混凝土的耐久性严重下降，造成海砂屋这一后果，也一度造成人们闻海砂屋色变。


钢筋锈蚀的过程是一系列的电化学过程，氯离子在钢筋的锈蚀过程中扮演了催化剂的作用。混凝土的微观结构中的硬化水泥浆体由水泥水化物、未水化水泥颗粒、自由水、空气等组成，其中的自由水和混凝土孔隙中由外部侵入的水分为钢筋锈蚀提供电化学溶液，自由氯离子、氧分子、铁离子等反应物质在其中自由反应，其电化学方程


Fe2++2Cl-+4H2O——FeCl2·4H2O


FeCl2·4H2O——Fe(OH)2+2Cl-+2H++2H2O


Fe(OH)2+O2+H2O——nFe2O3mH2O(红锈)+Fe3O4(黑锈)


其中的Fe(OH)2还可以与水分中的氯离子生成Fe(OH)C，lFe(OH)Cl可以与水和氧气进一步反应生成铁锈:


Fe(OH)Cl+O2+H2O——nFe2O3mH2O+HCl


氯离子造成海砂混凝土中钢筋锈蚀可分三步进行:第一步是在钢筋表面聚积到一定浓度，在这一过程中通过局部酸化的作用降底钢筋表面附近混凝土的pH值，最终达到钢筋锈蚀的氯离子临界浓度值，致使达到这一浓度值附近的钢筋表面钝化膜破坏;第二步是在钢筋表面形成锈蚀原电池，未破坏钝化膜的位置与钝化膜破坏的位置形成电位差，变成原电池，出现坑蚀现象;第三步是氯离子在这一电化学反应过程中周而复始，最终使蚀坑连成一片，铁锈积少成多，造成海砂混凝土出现顺筋开裂等一系列劣化现象。


这一过程中氯离子的催化作用体现在两个方面:一方面是参与铁锈生成的化学物质过程，生成中间产物；另一方面是氯离子在电化学溶液中扮演着润滑剂的作用，它的存在大大减小了电化学溶液的电阻，在电化学方程式中可以看出氯离子在参与反应后会出现HCl形态，它可以进一步降底钢筋附近的pH值，加速了铁锈的生成。