引言

混凝土中鋼筋銹蝕已成為世界關(guān)注的大問(wèn)題，被認(rèn)為是當(dāng)今影響混凝土結(jié)構(gòu)耐久性的

首要原因。鋼筋銹蝕已經(jīng)或正在給國(guó)民經(jīng)濟(jì)帶來(lái)巨大經(jīng)濟(jì)損失?；诖耍绹?guó)總結(jié)正反兩

個(gè)方面的經(jīng)驗(yàn)教訓(xùn)，提出了“立足前期措施，著眼長(zhǎng)遠(yuǎn)效益”，并強(qiáng)行實(shí)施基建工程管理中

的“全壽命經(jīng)濟(jì)分析法”（LCCA）。目前，我國(guó)正處于根本建設(shè)高潮時(shí)期，國(guó)內(nèi)外的經(jīng)驗(yàn)教訓(xùn)

應(yīng)認(rèn)真吸取，這己不是單純技術(shù)問(wèn)題。

一、鋼筋腐蝕危害與對(duì)混凝土的破壞作用

1、鋼筋銹蝕危害與經(jīng)濟(jì)損失

世界一些國(guó)家的腐蝕損失，平均可占國(guó)民經(jīng)濟(jì)總產(chǎn)值的2%?4%；其中，被認(rèn)為與鋼筋

腐蝕有關(guān)者可占40%（至今我國(guó)尚無(wú)確切統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)）。

美國(guó)1984年報(bào)道，僅就橋梁而言，57.5萬(wàn)座鋼筋混凝土橋，一半以上出現(xiàn)鋼筋腐蝕破

坎，40%承載力缺乏和必須修復(fù)與加固處理.，當(dāng)年的修復(fù)費(fèi)為54億美元；1998年報(bào)道鋼

筋混凝土腐蝕破壞的修復(fù)費(fèi)，一年要2?500億美元，其中橋梁修復(fù)費(fèi)為1?55（）億美元（是

這些橋初建費(fèi)用的4倍）；還有報(bào)道說(shuō)，到本世紀(jì)末，美國(guó)要花4?000億美元用于修復(fù)和

重建鋼筋腐蝕破壞的工程。如此巨大的經(jīng)濟(jì)投入，引起美國(guó)朝野人士的震驚與高度重視，

并制定法律法規(guī)，限制腐蝕破壞的發(fā)生和挽回局部經(jīng)濟(jì)損失。加拿大早期大量使用“防冰

捻“，使鋼筋混凝土橋梁等破壞嚴(yán)重。歐洲、英國(guó)、澳大利亞、海灣國(guó)家等，都有以氯鹽

為主的鋼筋腐蝕破壞問(wèn)題（英國(guó)修復(fù)費(fèi)為每年50億英鎊）。韓國(guó)曾發(fā)生一系列建筑物破壞、

倒塌事件，其中也與“鹽害''有關(guān)。我國(guó)臺(tái)灣重修澎湖大橋和不斷發(fā)生的“海砂屋”事件，也

是氯鹽腐蝕鋼筋所造成的。

混凝土耐久性已是當(dāng)今世界的重大問(wèn)題，在第二屆國(guó)際混凝土耐久性會(huì)議上，梅塔教

授指出：“當(dāng)今世界混凝土破壞原因，按遞減順序是：鋼筋銹蝕、凍害、物理化學(xué)作用”。

他明確將“鋼筋銹蝕”排在影響混凝土耐久性因素的首位。而來(lái)自海洋環(huán)境和使用“防冰鹽”

中的氯鹽，又是造成鋼筋銹蝕的主要原因。當(dāng)然，混凝土中性化、凍融等也促進(jìn)鋼筋腐蝕

破壞。此外，“堿集料反響”也在鋼筋混凝土破壞中占一定的比例（本文暫不討論）c

我國(guó)海港碼頭不能耐久，北方使用化冰鹽，橋梁道路遭破壞。以北京立交橋?yàn)槔?，僅

使用19年的西直門(mén)立交橋（已重修），鋼筋銹蝕破壞十清楚顯與嚴(yán)重。我國(guó)存在著廣泛的腐

蝕環(huán)境，北方地區(qū)使用化冰鹽有增無(wú)減，而橋梁道路卻未采取應(yīng)有的防護(hù)措施（甚至“標(biāo)準(zhǔn)''

中無(wú)防鹽腐蝕要求）；我國(guó)海岸線很長(zhǎng)，而大規(guī)模的根本建設(shè)大都集中于沿海地區(qū)，以往的

海港碼頭等工程，多數(shù)達(dá)不到設(shè)計(jì)壽命要求；特別是沿海一帶河砂已呈短缺現(xiàn)象，濫用海

砂那么其害無(wú)窮；我國(guó)還有廣泛的鹽堿地（石油基地），其腐蝕條件更為苛刻；特別應(yīng)該指

出的是，我國(guó)工業(yè)環(huán)境中的建筑物，其鋼筋銹蝕破壞十分普遍與嚴(yán)重，有調(diào)查報(bào)告說(shuō)明，

大多數(shù)工業(yè)建筑達(dá)不到設(shè)L壽命的年限，目前正在進(jìn)入大規(guī)模修復(fù)的時(shí)期。因此，我國(guó)鋼

筋銹蝕破壞的形勢(shì)是嚴(yán)峻的。

“立足前期措施、著眼長(zhǎng)遠(yuǎn)效益”，這是美國(guó)經(jīng)過(guò)正反兩個(gè)方面的經(jīng)驗(yàn)教訓(xùn)所得出的可

貴結(jié)論。美國(guó)正在強(qiáng)行實(shí)施基建工程管理中的“全壽命經(jīng)濟(jì)分析法”（LCCA）,其根本思想是，

在設(shè)計(jì)施工階段，不管是事先采取防護(hù)措施還是以后“壞了再修”，都要做出經(jīng)濟(jì)預(yù)算和比

擬，承建者要對(duì)工程的“全壽命''負(fù)責(zé)到底，這樣可防止“短期行為”給后人帶來(lái)的麻煩與

巨大經(jīng)濟(jì)損失。“全壽命經(jīng)濟(jì)分析法”中曾有以下例舉：工程處在氯鹽腐蝕環(huán)境中，鋼筋混

凝土結(jié)構(gòu)物設(shè)計(jì)壽命為40年,前期實(shí)施措施（采用鋼筋阻銹劑），附加費(fèi)用為0.85美元/m2（混

凝土面板）；假設(shè)前期無(wú)措施，那么15?20年開(kāi)始修復(fù)，40年內(nèi)累積費(fèi)用為4.8美元/m2（5

倍于前者）?？梢?jiàn)，推行“全壽命經(jīng)濟(jì)分析法''和倡導(dǎo)工程前期（設(shè)計(jì)、施工階段）采取防鋼筋

腐蝕的措施，已經(jīng)不是單純的技術(shù)問(wèn)題，其重大意義和長(zhǎng)遠(yuǎn)經(jīng)濟(jì)效益是不可低估的。

2、鋼筋腐蝕破壞的主要表征

混凝土中的鋼筋一旦具備了腐蝕條件，銹蝕便會(huì)發(fā)生和開(kāi)展。鋼筋銹蝕是一個(gè)電化學(xué)

過(guò)程，由鐵變成氧化鐵，其體積發(fā)生膨脹，根據(jù)最終產(chǎn)物的不同，可膨脹2?7倍。

鋼筋銹蝕破壞的主要破壞特征可歸納為：

（1）混凝土順?shù)摻铋_(kāi)裂

混凝土具有較好的抗壓性能，但其抗折、抗裂性差，尤其鋼筋外表混凝土缺乏足夠的

厚度時(shí)，鋼筋銹蝕產(chǎn)物體積發(fā)生膨脹，足以使鋼筋外表發(fā)生混凝土順?shù)摻铋_(kāi)裂。大量試驗(yàn)

研究和工程實(shí)踐說(shuō)明，鋼筋外表銹層厚度很薄時(shí)（如20?40pm）,便可導(dǎo)致混凝土順?shù)摻铋_(kāi)

裂。換言之，鋼筋銹蝕導(dǎo)致混凝土開(kāi)裂是容易發(fā)生的。設(shè)計(jì)、施工、使用、管理及維護(hù)人

員，認(rèn)識(shí)到這一點(diǎn)十分重要。欲使混凝土不發(fā)生順?shù)摻铋_(kāi)裂，提高結(jié)構(gòu)物的耐久性，其著

眼點(diǎn)就是要最大限度地阻止鋼筋生銹，而不應(yīng)立足于銹蝕發(fā)生后再采取補(bǔ)救措施。

混凝土一旦發(fā)生順?shù)摻铋_(kāi)裂，腐蝕介質(zhì)更容易到達(dá)鋼筋外表，鋼筋銹蝕的速度將會(huì)大

大加快。研究和工程實(shí)踐說(shuō)明，這時(shí)鋼筋銹蝕的速度，有可能快于裸露于大氣中的鋼筋。

這是由于裂縫處更易促成電化學(xué)腐蝕的發(fā)生和開(kāi)展。由此引出兩個(gè)重要觀念：一是要阻止

鋼筋生銹，二是鋼筋銹蝕一旦發(fā)生或初見(jiàn)混凝土順?shù)摻铋_(kāi)裂時(shí)，就立即采取防護(hù)措施。這

是被提高了的新認(rèn)識(shí)，對(duì)于防鋼筋銹蝕破壞、提高結(jié)構(gòu)物的耐久性具有重要指導(dǎo)意義，更

具有巨大經(jīng)濟(jì)價(jià)值。

（2）“握裹力嚇降與喪失

初見(jiàn)混凝土發(fā)生順?shù)摻铋_(kāi)裂時(shí)，結(jié)構(gòu)物物理力學(xué)性能、承載能力等，可能還沒(méi)有發(fā)生

明顯變化（這是人們不重視初始順?shù)摻铋_(kāi)裂的重要原因之一）。然而，隨著裂縫的不斷加寬，

混凝土與鋼筋之間的粘結(jié)力（握裹力）也隨之下降（下降速度取決于鋼筋銹蝕速度），滑移增

大，構(gòu)件變形。當(dāng)“握裹力”喪失到一定限度時(shí)，局部或整體失效便會(huì)發(fā)生。這時(shí)的鋼筋銹

蝕程度也并不一定十分嚴(yán)重。那些對(duì)“握裹力”敏感的構(gòu)件，更具重要性。

（3）鋼筋斷面損失

混凝土中鋼筋銹蝕，一般分為局部腐蝕（如坑蝕）和全面腐蝕（均勻腐蝕），常常是局部腐

蝕為主而造成鋼筋斷面損失，其損失率到達(dá)極限時(shí)，構(gòu)件便會(huì)發(fā)生破壞。應(yīng)該說(shuō)明的是，

從鋼筋銹蝕、混凝土順?shù)摻铋_(kāi)裂到構(gòu)件破壞，是一個(gè)復(fù)雜的演變過(guò)程，不僅取決于鋼筋銹

蝕的開(kāi)展速度，也取決于構(gòu)件的承載能力及鋼筋的受力狀態(tài)等。故有時(shí)鋼筋銹蝕并不十分

嚴(yán)重，構(gòu)件就破壞了，而有時(shí)鋼筋出現(xiàn)明顯的斷面損失，構(gòu)件卻還在支撐著（有些人認(rèn)為“鋼

筋銹蝕無(wú)大妨害''就是依此為證）。對(duì)于鋼筋斷面損失與構(gòu)件承載能力之間的關(guān)系，尚待進(jìn)

一步研究。

（4）鋼筋應(yīng)力腐蝕斷裂

處在應(yīng)力狀態(tài)下的鋼筋［包括預(yù)應(yīng)力），在遭受腐蝕時(shí)有可能發(fā)生突然斷裂。世界上曾發(fā)

生過(guò)此類(lèi)事故，如鋼筋混凝土橋梁突然倒塌，建筑物突然斷裂等。柏林議會(huì)大廈屋頂突然

塌落，即與鋼筋應(yīng)力腐蝕斷裂有關(guān)。

應(yīng)力腐蝕斷裂可在鋼筋未見(jiàn)明顯銹蝕的情況下發(fā)生，斷裂時(shí)鋼筋屬于脆斷。這是“腐

蝕，，與“應(yīng)力”相互促進(jìn)的結(jié)果：應(yīng)力可使鋼筋外表產(chǎn)生微裂紋、腐蝕沿裂紋深入、應(yīng)力再促

裂紋開(kāi)展。如此周而復(fù)始，直到突然斷裂。這是一種危險(xiǎn)的形式，應(yīng)引起重視。比外，應(yīng)

力腐蝕斷裂與環(huán)境介質(zhì)有關(guān)。

3、混凝土質(zhì)量與鋼筋銹蝕

應(yīng)該指出，鋼筋混凝土過(guò)早破壞（或稱(chēng)耐久性缺乏）多半是綜合因素造成的，在任何情況

下工程質(zhì)量都是首要的。而工程質(zhì)量乂取決于正確設(shè)計(jì)、良好施工、精心管理與維護(hù)等。

在腐蝕環(huán)境中，不采取防護(hù)措施或措施不當(dāng)，更是導(dǎo)致鋼筋腐蝕破壞過(guò)早出現(xiàn)的原因。而

混凝土工程質(zhì)量不佳，那么防護(hù)措施也難以奏效。鋼筋首先是受混凝土保護(hù)的，因此，混

凝土質(zhì)量對(duì)防止鋼筋腐蝕是至關(guān)重要的。

3.1設(shè)計(jì)與標(biāo)準(zhǔn)

我國(guó)相關(guān)設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)，多以混凝土“抗壓強(qiáng)度''為主要甚至唯一標(biāo)準(zhǔn)，而混凝土對(duì)鋼筋的

俁護(hù)能力，主要取決于“密實(shí)性”和鋼筋外表混凝土層的厚度。實(shí)踐中“抗壓強(qiáng)度”與“密實(shí)性”

并不是同步關(guān)系，在一定條件下，甚至“超強(qiáng)設(shè)計(jì)”也未必能實(shí)現(xiàn)對(duì)鋼筋的良好保護(hù)。新近

修訂的相關(guān)設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)中，已引入“耐久性設(shè)計(jì)”的觀念（與國(guó)際接軌），這是提高混凝土對(duì)鋼

筋保護(hù)能力的重要方面。設(shè)計(jì)者除了強(qiáng)化“耐久性設(shè)計(jì)”的觀念外，還要根據(jù)結(jié)構(gòu)所處的腐

蝕環(huán)境的嚴(yán)酷程度，采取相應(yīng)的防鋼筋銹蝕的技術(shù)措旅，才可實(shí)現(xiàn)結(jié)構(gòu)耐久的目的。以往，

人們對(duì)于鋼筋銹蝕危害及混凝土耐久性認(rèn)識(shí)缺乏、相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)的欠完善和“修標(biāo)”滯后，在一

定條件下沒(méi)有采取相應(yīng)的防鋼筋銹蝕的技術(shù)措施等，是造成已有結(jié)構(gòu)物過(guò)早出現(xiàn)鋼筋銹

蝕的原因之一。

3.2施工質(zhì)量

鋼筋混凝土工程施工質(zhì)量的重要性是不言而喻的，已有工程的實(shí)踐說(shuō)明，鋼筋過(guò)早的

出現(xiàn)腐蝕破壞，大多與混凝土質(zhì)量欠佳有關(guān)。工程施工質(zhì)量與眾多人為因素密不可分（這里

暫不討論）也有一些技術(shù)問(wèn)題沒(méi)有得到很好的解決。如微裂紋與宏觀缺陷，似在施工過(guò)程中

是很難完全防止，這就對(duì)鋼筋保護(hù)不利；乂如，目前特別強(qiáng)調(diào)建設(shè)速度，設(shè)法使混凝土“早

強(qiáng)”，其結(jié)果使“密實(shí)性”得不到保證，長(zhǎng)期強(qiáng)度與耐久性受到不良影響?？傊┕べ|(zhì)量對(duì)

于保護(hù)鋼筋、保證結(jié)構(gòu)物的耐久性，在任何情況下都起著關(guān)鍵作用。

3.3原材料

3.3.1水泥

水泥水化的高堿度，使鋼筋外表形成鈍化膜，這是混凝土之所以能保護(hù)鋼筋的主要依

據(jù)與基本條件。任何削弱或喪失這個(gè)條件的因素，都將促進(jìn)鋼筋銹蝕、影響混凝土的耐久

性。混凝土的高堿度，主要來(lái)源于水泥水化產(chǎn)物中的氫氧化鈣和少量氫氧化鈉、氫氧化鉀

（pH>12.6）o鉀、鈉離子含量高時(shí)，能刺激“堿集料反響”，因此，限制其含量十分必要。

然而，認(rèn)為“水泥堿度越低越好”的看法，也是十分有害的。在為防止“堿集料反響”而尋求“低

堿度水泥”的同時(shí)，切莫忘記，長(zhǎng)期保持混凝土的高堿度（至少pH>11.5）,是鋼筋得到保護(hù)的

起碼條件，也是保證混凝土酎久性的關(guān)鍵問(wèn)題之一。堿度過(guò)低的水泥，對(duì)于鋼筋混凝土應(yīng)限

制使用，或使用時(shí)同時(shí)采取防腐蝕技術(shù)措施（如用耐腐蝕鋼筋、涂層鋼筋、摻鋼筋阻銹劑等）。

3.3.2海砂

由于海砂含有不等量的氯離子，能夠刺激鋼筋銹蝕，我國(guó)相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)不推薦或嚴(yán)格限制

使用海砂。這是完全必要的，國(guó)內(nèi)外濫用海砂造成的危害不乏實(shí)例。從另一個(gè)角度講，海

砂也是可利用資源，日本即是成功開(kāi)發(fā)利用海砂的國(guó)家之一，主要是同時(shí)采取防氯離子腐

蝕的技術(shù)措施（如摻加鋼筋阻銹劑等）。在我國(guó)，如日本那樣嚴(yán)格而合理地開(kāi)發(fā)利用海砂資

源已提到日程上來(lái)（據(jù)悉寧波地區(qū)已經(jīng)發(fā)布文件，采取加鋼筋阻銹劑等措施后開(kāi)放使用海

砂）?？傊?，嚴(yán)格界定海砂的使用，是我國(guó)建設(shè)中面臨的新問(wèn)題，意義重大。

3.3.3摻合料、外加劑

各種摻合料（粉煤灰、礦渣等，用于改善水泥性能，降低本錢(qián)），正在大力開(kāi)展中。但凡

能提高混凝土密實(shí)性、增強(qiáng)對(duì)鋼筋保護(hù)能力者，均有利于結(jié)構(gòu)物的耐久性；然而，一些摻

合料能降低混凝土的堿度和堿儲(chǔ)量，這是不利于對(duì)鋼筋的保護(hù)的，甚至可引起鋼筋腐蝕（與

摻合料的性質(zhì)、摻加量等有關(guān)）。這一點(diǎn)應(yīng)該引起重視，在摻合料的研究和應(yīng)用中，考慮其

對(duì)混凝土作用的同時(shí)，必須考慮到對(duì)鋼筋的影響。

我國(guó)混凝土外加劑種類(lèi)繁多，特別是含氯鹽的早強(qiáng)、防凍劑，已經(jīng)給我國(guó)一批建筑物

帶來(lái)嚴(yán)重的鋼筋腐蝕危害（包括國(guó)家級(jí)重要建筑物）。盡管已經(jīng)有使用限制規(guī)定，但此類(lèi)工

程事故仍時(shí)有發(fā)生。含硫酸鹽的外加劑種類(lèi)更多，硫酸鹽也刺激鋼筋腐蝕（不及氯鹽明顯）。

國(guó)外研究說(shuō)明，許多外加劑在短期內(nèi)能改善和提高混凝土的某些性能，但對(duì)其長(zhǎng)期耐久性

并無(wú)改善，甚至明顯降低其耐久性。在我國(guó)，通過(guò)不適當(dāng)使用外加劑引發(fā)的問(wèn)題，是影響

鋼筋腐蝕和混凝土耐久性的一個(gè)重要方面。

二、混凝土對(duì)鋼筋的保護(hù)及鋼筋腐蝕的電化學(xué)性質(zhì)

1、混凝土對(duì)鋼筋的物理化學(xué)保護(hù)作用

1.1混凝土對(duì)鋼筋的物理保護(hù)作用

圖2混凝土中鋼筋所處狀態(tài)示意

1-腐蝕區(qū);24屯化區(qū)

眾所周知，混凝土的“中性化''是引起鋼筋

銹蝕的原因之一，也是影響鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)物耐久性的因素之一。所謂“中性化”，即是環(huán)

境中的C02、S02、酸雨、工業(yè)酸性介質(zhì)等，滲入混凝土中并與其含物質(zhì)堿發(fā)生化學(xué)反響，

這樣“中和，，的結(jié)果，降低了混凝土的堿度和含堿的數(shù)量。假設(shè)使混凝土的pH低于“臨界值”

時(shí)，鋼筋便會(huì)發(fā)生腐蝕。C02的“中和”作用通常稱(chēng)作混凝土的“碳化”。國(guó)外已出現(xiàn)使混凝

土重新恢復(fù)高堿度的新技術(shù)，對(duì)于“低堿度水泥”，假設(shè)不能長(zhǎng)期保持其pH高于“臨界值”

時(shí)，需采取摻鋼筋阻銹劑等附加措施，目的都是為了使鋼筋得到充分保護(hù)。

混凝土保持適當(dāng)?shù)母邏A度，不僅對(duì)于保護(hù)鋼筋有意義，而且對(duì)于保持水泥水化產(chǎn)物的

穩(wěn)定性也是非常重要的。表1給出了水泥水化產(chǎn)物保持穩(wěn)定最低堿度值，低于該“臨界值”

時(shí)產(chǎn)物便會(huì)分解?？梢钥闯觯?dāng)混凝土由高堿性逐漸向中性轉(zhuǎn)移過(guò)程中，大局部水泥水化

產(chǎn)物都有分解的可能，導(dǎo)致混凝土強(qiáng)度的降低和喪失。

目前，我國(guó)正在努力降低水泥中的堿含量（K+、Na+）和研制、推薦使用“低堿度水泥”，

同時(shí)大力倡導(dǎo)采用各種類(lèi)型的摻合料，這是很有意義和十分必要的。但同時(shí)應(yīng)該充分認(rèn)

識(shí)至II,使水泥（混凝土）保持必須的堿度和堿儲(chǔ)量[Ca（0H）2],對(duì)于防止鋼筋銹蝕、保證結(jié)構(gòu)

物的耐久性，其意義也是重大而深遠(yuǎn)的。

表1水泥水化產(chǎn)物保持穩(wěn)定所需要的最低堿度值（臨界pH值）

水泥水化產(chǎn)物臨界pH值

2CaO.SiOH2O11.2

6CaO.6SiO2.H2O10.67

5CaO.6SiOH2O10.0

2CaO.3SiOH2O9.78

8.15

7.95

1.3混凝土保護(hù)鋼筋之缺乏

1.3.1物理保護(hù)性能之缺乏

混凝土是水泥為膠結(jié)材、含砂子和石子的混合物。其中，水泥水化所形成的水泥石本

身就是多孔結(jié)構(gòu)，也就是說(shuō)它具有可滲透的特征。水泥水化不完全、多余水的蒸發(fā)，也不

可防止會(huì)在水泥石中形成孔隙、毛細(xì)管；水泥石和砂子、石子的界面上也會(huì)有孔隙生成。

因此，水泥石、混凝土就其物理本質(zhì)來(lái)說(shuō)，即是一種多孔材料。

混凝土制作、養(yǎng)護(hù)過(guò)程中，難免產(chǎn)生微觀、宏觀裂紋，如由溫度、干縮、膨張引起的

裂紋；使用中在內(nèi)力、外力作用下，也會(huì)有裂紋產(chǎn)生。

因此，目前大量用于建筑中的混凝土，不可能做到完全密實(shí)，環(huán)境介質(zhì)（水、氣等）還是

可以滲入其內(nèi)的。只不過(guò)存在難、易和時(shí)間長(zhǎng)短問(wèn)題。高質(zhì)量、高密實(shí)的混凝土，對(duì)于其

內(nèi)鋼筋可能提供較好的物理保護(hù)（隔離環(huán)境），但此作用是有限的，這是混凝土的多孔性本

質(zhì)所決定的。當(dāng)然，最大限度地提高混凝土的密實(shí)性，在任何情況下都是重要的。

1.3.2混凝土堿度的易失性［化學(xué)活性）

混凝土的高堿性是保護(hù)鋼筋的必要條件，而水泥水化產(chǎn)物中，最具活性、最不穩(wěn)定的

就是以氫氧化鈣為主的“堿”（氫氧化鈉、氫氧化鉀含量少）。在與空氣、水接觸時(shí)會(huì)起化學(xué)

反響，也可隨水而流失。混凝土“堿”的損失速度，取決于混凝土內(nèi)的堿儲(chǔ)量、混凝土的密

實(shí)性、環(huán)境介質(zhì)條件等。對(duì)于孔隙率高、微觀宏觀裂紋多、質(zhì)量差的混凝土，其堿度更易

損失。因此，密實(shí)的混凝土，不僅對(duì)鋼筋提供好的物理保護(hù)作用，而且由于堿度不易損失,

從而能對(duì)鋼筋提供更好的化學(xué)（電化學(xué)）保護(hù)作用。

混凝土中氫氧化鈣［Ca（0H）2］的溶解度不高，通常以固體形式存在，在水泥石中起

著一定的骨架作用。然而它畢竟有一定溶解度，在無(wú)離子水中一般為1.2g/L,當(dāng)有Cl-、

SO2-4、K+、Na+等離子存在時(shí)，其溶解度會(huì)大大提高。經(jīng)常受到水浸（特別是鹽水）而有

干濕交替部位的混凝土，常見(jiàn)外表有“泛白”現(xiàn)象，其中就有Ca（OH）2的析出物（被碳化成

碳酸鈣）。北京一些立交橋（如西直門(mén)立交橋），橋面板下方和接縫附近，可以見(jiàn)到大量這樣

的“泛白”物質(zhì)，并可見(jiàn)明顯的鋼筋銹蝕破壞和混凝土表層粉化現(xiàn)象，這是由于常年撒鹽或

鹽水（化冰雪）所引起的。

另外，大氣中的C02與水泥石中的Ca（OH）2起化學(xué)反響，生成中性鹽，即發(fā)生碳化反

響：

CO2+H2O=H2c03

H2CO3+Ca（OH）2=CaCO3+2H2O

實(shí)際上，工業(yè)大氣對(duì)混凝土的中性化作用，遠(yuǎn)大于碳化作用，尤其是污染嚴(yán)重的工業(yè)

區(qū)。目前我國(guó)存在大面積“酸雨區(qū)”，主要是工業(yè)、汽車(chē)排放出的大量S02、N02、NO等

酸性氣體造成的：

SO2+H2O+Ca（OH）2=CaSO34-2H2O

N32+H2（J+Ca（3H）2:CaN（J3+2H23

此外，工業(yè)污水、跑冒滴漏中的酸液、酸氣，可直接中和混凝土中的堿，并同時(shí)破壞

水泥石的其他組分，破壞更為迅速和嚴(yán)重。

2、混凝土中鋼筋腐蝕的電化學(xué)性質(zhì)

眾所周知，構(gòu)成腐蝕電池必須具備以下根本條件：（1）要有陰極、陽(yáng)極和電位差；（2）要

有離子通路（電解質(zhì)）；（3）要有電子通路。鋼筋混凝土在多數(shù)情況下滿(mǎn)足鋼筋腐蝕的電化學(xué)

條件，同時(shí)具備腐蝕電池開(kāi)展的條件。

2.1混凝土中的腐蝕電池

（1）宏電池：混凝土中形成宏觀腐蝕電池的情況是經(jīng)常存在的。不同金屬連接時(shí)可構(gòu)成

“電池偶圖3是不銹鋼埋件與鋼筋接觸時(shí)的示意圖。鋼與不銹鋼由于材質(zhì)不同，在混凝

土（介質(zhì)）中具有不同的電極電位，二者之間存在電位差；混凝土中含有水分、潮氣和各種

離子（離子導(dǎo)電通路）；二者直接相連，構(gòu)成電子通路。這樣就具備了構(gòu)成腐蝕電池的必要

條件，因?yàn)殇摰碾娢惠^低，故作為陽(yáng)極而遭受腐蝕。同一鋼筋混凝土構(gòu)件處在不同環(huán)境中，

也能構(gòu)成宏電池。如半浸在海水中的鋼筋混凝土柱子，水下與水上局部，由于氧的濃度差

異很大，構(gòu)成“濃差電池”。這正是大量海工結(jié)構(gòu)物，水線部位腐蝕嚴(yán)重的原因之一。

圖3鋼筋與不銹鋼構(gòu)成“宏電池”

⑵微電池：大多數(shù)情況下，混凝土中鋼筋腐蝕是微電池作用的結(jié)果。所謂“微電池就是

在鋼筋外表形成許許多多的微小電池（陰極與陽(yáng)極）。首先，鋼筋不是單一的金屬鐵，同時(shí)含

有碳、硅、鎰等合金元素和雜質(zhì)，如前所述，不同元素處在相同或不同介質(zhì)中，其電極電位

也不同，即其間存在著電位差；混凝土中的介質(zhì)（水等）構(gòu)成離子通路；鋼筋自身就是電子通

路。完全具備了腐蝕電池的必要條件，更何況混凝土中不同部位其含介質(zhì)的成分、濃度也各

有不同，鋼筋外表鈍化膜的完整性不同，堿度不同或隨時(shí)間而變化（如混凝土碳化）等，都是

形成微電池腐蝕的條件。

綜上所述，混凝土中鋼筋銹蝕，是腐蝕申，池作用的結(jié)果。通常情況下是以大量微電池

形式存在的，有時(shí)也發(fā)生宏電池腐蝕。一般的電化學(xué)反響表達(dá)式為：

陽(yáng)極反響：Fe-2e=Fe++

陰極反響：O2+2H2O+4e—4OH-

綜合反響：2Fe+O2+2H2O=2Fe（OH）2