氯离子对混凝土中钢筋腐蚀机理影响的研究基本信息

混凝土中钢筋腐蚀是钢的电化学腐蚀，它是导致钢筋混凝土结构过早失效的首要因素。本项目拟应用电化学研究方法和现代表面分析技术，研究模拟混凝土孔隙液和混凝土中钢筋腐蚀行为，尤其是研究不同介质条件下氯离子对钢筋钝化与去钝化机理的影响；建立原位探测钢筋与混凝土界面微环境中氯离子浓度和pH的电化学新技术；探测和研究氯离子的临界浓度及其影响因素；揭示钢筋/混凝土界面环境对钢筋耐蚀性的影响特征，探明多种因素对钢筋保持钝化或腐蚀的影响机制；研究受氯离子等侵蚀的钢筋混凝土结构的电化学处理新技术的机理并建立相应的保护钢筋新方法，具有重要的学术意义和应用前景。

为得到含氯环境下混凝土中钢筋的开始腐蚀时间，除应掌握氯离子在混凝土中的渗透和扩散过程，还必须确定临界氯离子浓度，该参数的确定是耐久性研究的一个重点。由于此参数受多种因素影响而分布较广，使得该参数的确定又成为耐久性研究一个难点。本申请以充分预研为基础，提出了钢筋电位集中体现各因素综合作用的观点，拟通过试验，首先确定环境因素与腐蚀电位、点蚀电位与氯离子浓度两组关系，然后以钢筋脱钝的必要条件：腐蚀电位超越点蚀电位作为桥梁，得到不同腐蚀环境下的临界氯离子浓度。本申请摒弃了以往针对单一特定因素的研究方法，拟通过对影响因素作用途径的提炼，在电位研究的层次上建立临界氯离子浓度与腐蚀环境之间的关系，使研究结论具有广泛的适用性和理论深度。试验中拟考虑的环境变量包括温度、湿度、混凝土孔隙液的pH值、以及水泥种类等。该项研究对混凝土结构的耐久性设计、寿命预测以及耐久性防护均具有重要的理论意义和实用价值。 2100433B

针对目前混凝土中钢筋锈蚀的氯离子临界浓度值范围广，离散性大的现状，本项目研究混凝土中钢筋脱钝的氯离子临界浓度值影响因素，并运用正交设计方法进行氯离子临界浓度的显著性影响因素分析，确定钢筋锈蚀的氯离子临界浓度关键影响因素；在此基础上，进一步研究钢筋脱钝时混凝土孔溶液中氯离子和氢氧根离子浓度的影响因素，确立孔溶液的氯离子、氢氧根离子浓度与混凝土结构氯离子临界浓度之间的相互关系，完善氯离子临界浓度值的表达方式，结合钢筋开始腐蚀时混凝土与钢筋界面处产物与微细观结构特征分析，阐明混凝土中钢筋脱钝的真实机理；通过钢筋混凝土腐蚀的电化学测试方法研究，提出混凝土中钢筋表面脱钝的快速评定方法，建立电化学腐蚀参数与氯离子临界浓度影响因素之间的相关关系，揭示多因素作用下钢筋混凝土腐蚀的氯离子临界浓度值变化规律，预测混凝土中钢筋锈蚀的起始时间，为钢筋混凝土结构耐久性设计、规范制订和寿命预测提供科学的理论依据。