不同pH及氯离子入侵对混凝土钢筋锈蚀速率的影响

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发布时间：2021-09-06

资料介绍

不同pH及氯离子入侵对混凝土
钢筋锈蚀速率的影响
王启，孟波，张禹，窦艳涛，郝保红
(北京石油化工学院机械工程学院，北京102617)
摘要：钢筋锈蚀是造成钢筋混凝土结构损害的最主要因素之一。利用实验室模拟法研究不同pH
及氯离子模拟孔隙液下的钢筋腐蚀情况，通过线性极化法在连续时间内进行检测并对检测结果进行分
析。结果表明，pH 及氯离子的入侵均为锈蚀的主要影响因素，氯离子的入侵不仅使腐蚀速率增大，还会
加快钢筋表面钝化膜的破坏。
关键词：钢筋腐蚀；pH；氯离子；电化学检测
中圈分类号：TB304 文献标志码：A
目前对各种环境因素下的钢筋混凝土影响
规律已经有所研究 ]，但是在实际工程环境
中，影响钢筋混凝土锈蚀速率的因素种类繁多，
因此应进行多种因素交叉实验，并将钢筋腐蚀
规律、电化学检测指标及寿命预测统一起来对
混凝土状况进行全方位有延伸性的评价。
在密实的混凝土中，由于高碱性和混凝土微
孔中氧气的存在，使钢筋处于钝化状态，但由于
混凝土本身的碳化和氯离子的侵入，使混凝土碱
性降低，同时使钢筋处于活性状态，这给阻止和
发现混凝土结构的恶化带来了巨大的挑战。
氯离子对钢筋表面钝化膜具有破坏作用，导致腐
蚀的发生，但氯离子的去钝化作用并不直接取决
于氯离子的绝对浓度，而是氯离子和氢氧根离子
的比值。氢氧根离子的浓度越高，需要的氯离子
浓度越高。但是实际工程中，氯离子和氢氧根离
子的浓度的比值越低，需要的氯离子浓度也随之
降低。因此，笔者选取pH 和是否含有氯离子作
为影响因素进行实验。。
1 试验材料及方法
钢筋腐蚀常用的研究方法分自然实验法及
收稿日期：2014—10—26
基金项目：交通运输部交通科技项目经费资助
(2011318223390)。
作者简介：王启(199O一)，男，硕士，腐蚀设备研发，Email：
wangqi_bj@126．com。
实验室模拟实验法2大类u 。其中自然实验
法是将钢筋混凝土试件放置在自然环境中，待
其腐蚀后进行实验，得到的数据与实际工程十
分相近，优点明显，但是其问题在于钢筋混凝土
的锈蚀通常是一个长期的过程，所需时间为几
年甚至几十年，因此这种实验方法在实验室中
大量使用是不现实的。实验室模拟实验法是将
钢筋的腐蚀速率提升，可以在较短时间内得到
锈蚀的钢筋试件。笔者采用强化介质法来加速
钢筋的腐蚀，使用线性极化法对腐蚀速率进行
检测，并利用称重法对结果进行验证。
1．1 钢筋试件制备
钢筋选取直径为 12的HPB300号光圆
钢筋，要求表面不得有锈坑及严重缺陷，首先将
其切割为200 mm 的钢段，1000#金相砂纸进
行打磨，使钢筋表面光滑，采用钻床在两端加工
M3的螺纹孔，然后用丙酮对其进行清洗，去除
油垢，干燥处理后对钢筋进行编号并称量试件
质量。采用螺钉将铜线与试件端面紧密连接，
然后在两端25 mm处用环氧树脂进行密封，保
证腐蚀面积只有中问150 mm 长度的钢筋表
面。最后将其放入干燥室备用。
1．2 配制混凝土模拟孔隙液
实验中，分别配置12．5、11．5、9．7三种不
同pH 的孔隙液，并分别加入3．5 氯化钠