水气环境变化对混凝土中钢筋宏电池腐蚀的影响

曹忠露，张文锋，李沛

（1.中交天津港湾工程研究院有限公司，天津 300222；2.中交第一航务工程局有限公司，天津 300461）

0 引言

海水环境混凝土部位划分为水下区、水位变动区、浪溅区和大气区，不同分区所处的全浸水状态、全气中状态或水气交变状态被定义为水气环境。混凝土结构所处的水气环境对其内部钢筋的腐蚀影响显著[1-2]。水气环境的变化不仅影响混凝土内部的氧气传输及浓度，还影响混凝土的含水率和电阻率，从而影响钢筋的腐蚀速率。同一结构不同部位所处的水气环境的差异易引起混凝土内部含水率和氧气浓度的分布不均，进而引起钢筋腐蚀的不均匀，导致宏电池腐蚀的形成。

水气环境对混凝土中钢筋腐蚀的影响已有相关报道。RAUPACH M[3]的研究表明，只有当钢筋周围的混凝土处于水饱和状态，并且钢筋表面附近的大部分氧气已被腐蚀过程的阴极反应消耗掉时，氧气的扩散才是限制钢筋腐蚀速率的一个重要因素。HUSSAIN R R等[4-6]的研究发现，混凝土内部湿度或含水率较高时，水分能充填空隙，堵塞氧气传输的通道，降低腐蚀反应所需氧气浓度。LOPEZ W和GONZALEZ J A等[7-8]的研究指出，存在一个临界的孔隙饱和度，该饱和度使砂浆的电阻率为100 k赘·cm，低于该饱和度时，砂浆的电阻率足以有效地防止钢筋的腐蚀。此外，Song X等[9]认为，孔隙饱和度与阴极/阳极面积比之间存在明显的关系，氧气的传输及浓度的差异会使钢筋表面的部分区域变为阴极或阳极，从而决定了阴极/阳极面积比。……