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海砂混凝土中钢筋锈蚀机理分析

    海砂中含有大量有害物质,云母、轻物质、有机物、硫化物、硫酸盐及氯盐等,海砂的危害主要来自海砂中含有的氯盐。氯盐中所含有的氯离子会使混凝土中的钢筋失去钝化膜,而使钢筋产生腐蚀,其锈蚀产物的体积将比原来的体积大2.5倍以上,会使混凝土开裂、剥落,最终将导致建筑结构破坏、失效。氯盐对钢筋的腐蚀主要有以下几方面:

1.破坏钝化膜。混凝土为钢筋提供了一个PH大于12的高碱性环境,钢筋在这样的环境中会形成一层钝化膜,保护钢筋不被腐蚀。当CL-进入混凝土中并到达钢筋表面后,吸附于局部钝化膜处,使该处的pH 值迅速降低,从而破坏钝化膜。当pH<11.5时,钝化膜就开始不稳定(临界值);当pH<9.88时,钝化膜生成困难或已经生成的钝化膜逐渐破坏。

2.形成腐蚀电池,加速钢筋腐蚀。混凝土中钢筋的腐蚀是一个电化学过程,混凝土钝化膜破坏后,露出钢筋基体,与钝化膜未破坏的地方形成电位差,构成原电池。腐蚀电池作用的结果,钢筋表面产生点蚀,由于大阴极(钝化膜区)对应于小阳极(钝化膜破坏点),坑蚀发展十分迅速。同时,CL-不仅促成了钢筋表面的腐蚀电池,而且加速电池作用的过程。CL-与Fe2+与生成的FeCL2是可溶的,其在混凝土中扩散时遇到OH-,立即生成Fe(OH)2沉淀,又进一步氧化生成铁的氧化物(铁锈),由此可见,CL-并不会被“消耗”,只是在其中起到了“搬运”作用,这也是氯离子的主要危害所在。