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【摘 要】 本文通过对混凝土中氯离子对钢筋腐蚀进行试验研究，并提出具体的防腐对策，以期能够提供一个借鉴。从而减少氯离子对于钢筋混凝土的破坏作用和影响，提高混凝土结构性能，促进建筑工程的施工建设与发展进步。
【关键词】 混凝土；氯离子；防腐
1.氯离子对混凝土结构的危害分析
结合建筑工程施工建设的实际情况，建筑工程施工建设中，混凝土结构中的氯离子所产生的危害作用主要表现为：一旦建筑混凝土结构中的氯离子超标，将会对混凝土中的钢筋材料产生较大的腐蚀作用，导致钢筋材料已经形成的钝化膜受到影响甚至被破坏，从而失去对混凝土结构的保护作用，出现大面积锈蚀，并且氯离子对钢筋材料的腐蚀作用要比对其他金属材料的腐蚀作用大，还会影响钢筋材料自身的握裹力，导致钢筋混凝土的有效截面减少或者是出现损失，从而对混凝土结构承载力以及性能质量造成不利影响，导致削弱建筑工程的安全性。
通常情况下，氯离子在对混凝土结构中的钢筋材料产生腐蚀影响和危害时，主要通过两种途径，首先在混凝土配制中掺加使用了含有氯离子的外加剂或者是海砂、含氯离子水等，甚至在盐分含量较大的环境中进行混凝土的拌制与浇筑施工，也会造成混凝土结构中氯离子混入；其次，在混凝土结构施工中，由于施工环境中氯离子含量比较多，导致其通过混凝土孔隙或者是缺陷部位渗入到混凝土结构中的钢筋表面，从而对混凝土中的钢筋产生腐蚀作用；此外，氯离子在对混凝土结构中的钢筋产生腐蚀作用时，并不是混凝土中含有氯离子，这种腐蚀作用就会发生，它通常需要氯离子含量在满足一定的浓度条件时，这种腐蚀作用才会产生。而氯离子对混凝土中钢筋的腐蚀作用和影响，主要是通过对钢筋钝化膜的破坏或者是在钢筋材料的表面形成腐蚀电池，以及通过去极化和导电作用等，对混凝土中的钢筋产生腐蚀危害和影响。
2.钢筋混凝土中钢筋锈蚀机理
在混凝土施工过程中，混凝土的初始碱性比较强，在桥梁结构力筋的表面形成一层钝化膜，进而对钢筋实施保护，使桥梁构件处于钝化的环境下。但是，随着介质的不断侵入，钝化膜遭到不同程度的破坏，进而发生腐蚀现象。造成钢筋锈蚀的因素主要包括：①破坏力筋表面钝化膜；②供应充足的氧；③湿度适宜。
上述三个要素是导致钢筋锈蚀的关键，缺一不可，其中破坏力筋表面钝化膜是诱发条件，腐蚀的速度在一定程度上受到氧气、水分供应情况的影响和制约。
对于钢筋锈蚀来说，电化学锈蚀作为最主要的腐蚀形式，通常情况下，如果要发生电化学锈蚀，需要具备：①在钢筋表面形成电位差；②在阴极有足够的氧气和水；③破坏钢筋表面的钝化膜。
在钢筋混凝土构件中，钢筋受到氧气、水的作用，使得钢筋表面不断流失电子，进而在一定程度上发生电化学反应，进一步发生锈蚀现象，导致钢筋混凝土构件出现不同程度的開裂。
受环境条件的影响和制约，钢筋混凝土桥梁发生钢筋锈蚀，通常情况下，主要包括：混凝土碳化和氯离子侵蚀。二氧化碳、氯离子等一般对混凝土本身不构成严重的破坏，但是混凝土碳化和氯离子侵蚀会直接破坏混凝土中钢筋钝化膜：受混凝土碳化的影响和制约，进一步降低了混凝土孔隙溶液中Ca（OH）2的含量，pH值下降，钝化膜逐渐失去稳定性，进而在一定程度上容易遭到破坏。一旦破坏钢筋的钝化膜，那么钢筋就会处于脱钝状态，混凝土表面的氯离子在这种情况下就会渗入到混凝土的内部，与临界浓度相比，当混凝土孔溶液中的游离氯离子的浓度比较大时，在这种情况下，即使混凝土碱度再高，Cl-也能破坏相应的钝化膜，进一步腐蚀钢筋。
3.试验研究
由于混凝土具有高碱性（一般pH值约为12.5），正常情况下钢筋在其中因表面生成具有良好耐蚀性能的钝化膜不会发生腐蚀。但是，当钢筋所处的维持钝态的环境条件发生变化时，钢筋就可能发生去钝化而被腐蚀。腐蚀性介质的侵入是引起钢筋表面去钝化而发生腐蚀的最主要原因之一。本文通过电化学阻抗谱对模拟空隙溶液中氯离子对碳钢腐蚀影响进行研究。
3.1试验材料
实验所用材料为Q235钢，其成分：0.30%C，0.019%P，0.029%S，0.01%Si，0.42%Mn，剩余的为Fe。制备电化学试样，规格为15cm×15cm×3mm，并按国家标GB5776-86的规定对试片进行表面处理对不同电化学试样进行前处理。具体处理步骤如下：用SiC水磨砂纸逐级打磨至1000#，用去离子水冲洗，滤纸吸干，用丙酮去油脱脂、酒精去污，电极的有效工作面积为15mm×15mm，非工作面用环氧树脂密封。将封装好的电极的工作面用水磨砂纸再逐级打磨至1000#，用去离子水冲洗，吹干备用。
3.2试验介质
以蒸馏水为基液，通过加入0.1mol/L氢氧化钠（NaOH）和0.01mol/L氢氧化钙（Ca（OH）2）配制模拟混凝土孔隙溶液；通过加入不同含量的氯化钠（NaCl）模拟氯离子对混凝土孔隙溶液中钢筋腐蚀的影响。其中，氯离子含量分别为0g/L，0.01g/L，0.05g/L和0.1g/L。
3.3电化学测量
采用经典的三电极测试系统，工作电极为Q235钢，其工作面积为15×15mm，辅助电极为铂电极，参比电极为饱和甘汞电极，测量仪器选用PARSTAT2273电化学测试系统。线性极化曲线测量扫描速度为0.166mv/s，扫描范围为相对腐蚀电位-10～+10mV。电化学阻抗谱测量的激励信号为10mV的正弦波，测试频率范围为100kHz～5mHz，测量结果用Zsimpwin数据处理软件进行曲线拟和处理。
3.4线性极化
图1模拟混凝土孔隙溶液氯离子对极化电阻影响变化图。从图中可以看出，当模拟混凝土孔隙溶液中不含有氯离子时，随着试验时间的增加，极化电阻呈先升高后趋于平稳的趋势，即随着试验时间的延长，模拟混凝土孔隙溶液中碳钢的腐蚀速率逐渐降低并趋于平稳。这主要是由于在通过表面形成了一层具有一定保护作用的钝化膜，从而大大降低了碳钢在模拟混凝土孔隙溶液中的腐蚀速率。但是随着氯离子引入到模拟混凝土孔隙溶液中，试验前期碳钢腐蚀速率这种快速减低的趋势明显减小，这主要是由于氯离子的引入阻碍了碳钢表面钝化膜的形成，从而增大的模拟混凝土孔隙溶液中通过的腐蚀速率。从图中还可以看出，随着氯离子浓度的增加，极化电阻大体呈先降低后升高的趋势，并且在氯离子浓度为0.05g/L是出现极小值。这一规律与模拟混凝土孔隙溶液中碳钢自腐蚀电位的变化规律一致。 4.混凝土结构防腐对策
建设重要建筑物或处于氯离子腐蚀环境的建筑物，应对其混凝土结构采取防腐措施，主要措施有采用高性能混凝土、使用环氧涂层钢筋、增加钢筋保护层的厚度、掺入钢筋阻锈剂等，其作用如下：
4.1高性能混凝土
选用高强度硅酸盐水泥和质地坚硬级配良好的骨料是保证混凝土质量的关键，在混凝土中加入高效减水剂和优质掺合料，可以从根本上改善混凝土的性能，提高混凝土抵抗氯离子渗入的能力。如在混凝土中掺入优质粉煤灰、磨细矿渣粉、硅粉、沸石粉等优质活性混合材都是增密的有效措施，增密的原理是：活性混合材和水泥的水化产物Ca（OH）2发生“火山灰反应”，也称“二次反应”，由于反应的时间滞后于水泥的水化反应，生成物填充于原水泥水化空间的空隙之中，以及水泥石和集料的界面空间之中，起到增密的作用。
4.2使用环氧涂层钢筋
环氧涂层钢筋的保护机理是隔离钢筋和腐蚀性介质。环氧涂层钢筋是采用静电粉末喷涂的方法对钢筋表面进行加工制作，能保证涂层与基体钢筋的良好粘结，是钢筋具备良好的腐蚀性。
4.3增加钢筋保护层厚度
增加钢筋保护层的厚度是防止氯盐侵入腐蚀的非常有效的辦法。一般情况下，氯离子渗透的深度和时间的平方根成正比，所以增加保护层的厚度将大大延迟氯离子渗透至钢筋表面的时间。
4.4参入钢筋阻锈剂
钢筋阻锈剂能够通过影响钢筋以及电解质之间的电化学反应，可以有效地组织钢筋腐蚀发生，因为阻锈剂的作用能够自发的钢筋的表面上形成钝膜，只有要致钝环境，即使钝化膜破坏也可以自行再生，自动维持，这不仅优于任何人为涂层，而且经济、简便。亚硝酸盐是近二十年来已经大规模应用的钢筋阻锈剂。
5.结束语
当前，随着建设工程的不断增加，混凝土施工越来越多，但是一些混凝土违规使用氯离子超标海沙，影响工程结构安全和耐久性。因此，加强对混凝土中氯离子的影响的研究，从而提高混凝土结构质量性能，有利于实现建筑工程的施工建设质量与效果保证，具有积极作用、价值和意义。
参考文献：
[1]马志鸣，赵铁军，管庭，王鹏刚.冻融-氯离子耦合作用下混凝土中钢筋锈蚀机理研究[J].公路，2014，06：237-240.
[2]苗璐.氯离子浓度对钢筋混凝土桩中偶接碳纤维碳钢腐蚀性能的影响[J].铸造技术，2014，07：1396-1398.
[3]张俊芝，庄华夏，伍亚玲，刘如泰.临海既有混凝土氯离子侵蚀及钢筋初锈时间预测[J].建筑材料学报，2014，03：454-458+464.
[4]余波，毋铭，杨绿峰.混凝土保护层对钢筋腐蚀机理及腐蚀速率的影响[J].工业建筑，2014，07：112-119+169.
【关键词】 混凝土；氯离子；防腐
1.氯离子对混凝土结构的危害分析
结合建筑工程施工建设的实际情况，建筑工程施工建设中，混凝土结构中的氯离子所产生的危害作用主要表现为：一旦建筑混凝土结构中的氯离子超标，将会对混凝土中的钢筋材料产生较大的腐蚀作用，导致钢筋材料已经形成的钝化膜受到影响甚至被破坏，从而失去对混凝土结构的保护作用，出现大面积锈蚀，并且氯离子对钢筋材料的腐蚀作用要比对其他金属材料的腐蚀作用大，还会影响钢筋材料自身的握裹力，导致钢筋混凝土的有效截面减少或者是出现损失，从而对混凝土结构承载力以及性能质量造成不利影响，导致削弱建筑工程的安全性。
通常情况下，氯离子在对混凝土结构中的钢筋材料产生腐蚀影响和危害时，主要通过两种途径，首先在混凝土配制中掺加使用了含有氯离子的外加剂或者是海砂、含氯离子水等，甚至在盐分含量较大的环境中进行混凝土的拌制与浇筑施工，也会造成混凝土结构中氯离子混入；其次，在混凝土结构施工中，由于施工环境中氯离子含量比较多，导致其通过混凝土孔隙或者是缺陷部位渗入到混凝土结构中的钢筋表面，从而对混凝土中的钢筋产生腐蚀作用；此外，氯离子在对混凝土结构中的钢筋产生腐蚀作用时，并不是混凝土中含有氯离子，这种腐蚀作用就会发生，它通常需要氯离子含量在满足一定的浓度条件时，这种腐蚀作用才会产生。而氯离子对混凝土中钢筋的腐蚀作用和影响，主要是通过对钢筋钝化膜的破坏或者是在钢筋材料的表面形成腐蚀电池，以及通过去极化和导电作用等，对混凝土中的钢筋产生腐蚀危害和影响。
2.钢筋混凝土中钢筋锈蚀机理
在混凝土施工过程中，混凝土的初始碱性比较强，在桥梁结构力筋的表面形成一层钝化膜，进而对钢筋实施保护，使桥梁构件处于钝化的环境下。但是，随着介质的不断侵入，钝化膜遭到不同程度的破坏，进而发生腐蚀现象。造成钢筋锈蚀的因素主要包括：①破坏力筋表面钝化膜；②供应充足的氧；③湿度适宜。
上述三个要素是导致钢筋锈蚀的关键，缺一不可，其中破坏力筋表面钝化膜是诱发条件，腐蚀的速度在一定程度上受到氧气、水分供应情况的影响和制约。
对于钢筋锈蚀来说，电化学锈蚀作为最主要的腐蚀形式，通常情况下，如果要发生电化学锈蚀，需要具备：①在钢筋表面形成电位差；②在阴极有足够的氧气和水；③破坏钢筋表面的钝化膜。
在钢筋混凝土构件中，钢筋受到氧气、水的作用，使得钢筋表面不断流失电子，进而在一定程度上发生电化学反应，进一步发生锈蚀现象，导致钢筋混凝土构件出现不同程度的開裂。
受环境条件的影响和制约，钢筋混凝土桥梁发生钢筋锈蚀，通常情况下，主要包括：混凝土碳化和氯离子侵蚀。二氧化碳、氯离子等一般对混凝土本身不构成严重的破坏，但是混凝土碳化和氯离子侵蚀会直接破坏混凝土中钢筋钝化膜：受混凝土碳化的影响和制约，进一步降低了混凝土孔隙溶液中Ca（OH）2的含量，pH值下降，钝化膜逐渐失去稳定性，进而在一定程度上容易遭到破坏。一旦破坏钢筋的钝化膜，那么钢筋就会处于脱钝状态，混凝土表面的氯离子在这种情况下就会渗入到混凝土的内部，与临界浓度相比，当混凝土孔溶液中的游离氯离子的浓度比较大时，在这种情况下，即使混凝土碱度再高，Cl-也能破坏相应的钝化膜，进一步腐蚀钢筋。
3.试验研究
由于混凝土具有高碱性（一般pH值约为12.5），正常情况下钢筋在其中因表面生成具有良好耐蚀性能的钝化膜不会发生腐蚀。但是，当钢筋所处的维持钝态的环境条件发生变化时，钢筋就可能发生去钝化而被腐蚀。腐蚀性介质的侵入是引起钢筋表面去钝化而发生腐蚀的最主要原因之一。本文通过电化学阻抗谱对模拟空隙溶液中氯离子对碳钢腐蚀影响进行研究。
3.1试验材料
实验所用材料为Q235钢，其成分：0.30%C，0.019%P，0.029%S，0.01%Si，0.42%Mn，剩余的为Fe。制备电化学试样，规格为15cm×15cm×3mm，并按国家标GB5776-86的规定对试片进行表面处理对不同电化学试样进行前处理。具体处理步骤如下：用SiC水磨砂纸逐级打磨至1000#，用去离子水冲洗，滤纸吸干，用丙酮去油脱脂、酒精去污，电极的有效工作面积为15mm×15mm，非工作面用环氧树脂密封。将封装好的电极的工作面用水磨砂纸再逐级打磨至1000#，用去离子水冲洗，吹干备用。
3.2试验介质
以蒸馏水为基液，通过加入0.1mol/L氢氧化钠（NaOH）和0.01mol/L氢氧化钙（Ca（OH）2）配制模拟混凝土孔隙溶液；通过加入不同含量的氯化钠（NaCl）模拟氯离子对混凝土孔隙溶液中钢筋腐蚀的影响。其中，氯离子含量分别为0g/L，0.01g/L，0.05g/L和0.1g/L。
3.3电化学测量
采用经典的三电极测试系统，工作电极为Q235钢，其工作面积为15×15mm，辅助电极为铂电极，参比电极为饱和甘汞电极，测量仪器选用PARSTAT2273电化学测试系统。线性极化曲线测量扫描速度为0.166mv/s，扫描范围为相对腐蚀电位-10～+10mV。电化学阻抗谱测量的激励信号为10mV的正弦波，测试频率范围为100kHz～5mHz，测量结果用Zsimpwin数据处理软件进行曲线拟和处理。
3.4线性极化
图1模拟混凝土孔隙溶液氯离子对极化电阻影响变化图。从图中可以看出，当模拟混凝土孔隙溶液中不含有氯离子时，随着试验时间的增加，极化电阻呈先升高后趋于平稳的趋势，即随着试验时间的延长，模拟混凝土孔隙溶液中碳钢的腐蚀速率逐渐降低并趋于平稳。这主要是由于在通过表面形成了一层具有一定保护作用的钝化膜，从而大大降低了碳钢在模拟混凝土孔隙溶液中的腐蚀速率。但是随着氯离子引入到模拟混凝土孔隙溶液中，试验前期碳钢腐蚀速率这种快速减低的趋势明显减小，这主要是由于氯离子的引入阻碍了碳钢表面钝化膜的形成，从而增大的模拟混凝土孔隙溶液中通过的腐蚀速率。从图中还可以看出，随着氯离子浓度的增加，极化电阻大体呈先降低后升高的趋势，并且在氯离子浓度为0.05g/L是出现极小值。这一规律与模拟混凝土孔隙溶液中碳钢自腐蚀电位的变化规律一致。 4.混凝土结构防腐对策
建设重要建筑物或处于氯离子腐蚀环境的建筑物，应对其混凝土结构采取防腐措施，主要措施有采用高性能混凝土、使用环氧涂层钢筋、增加钢筋保护层的厚度、掺入钢筋阻锈剂等，其作用如下：
4.1高性能混凝土
选用高强度硅酸盐水泥和质地坚硬级配良好的骨料是保证混凝土质量的关键，在混凝土中加入高效减水剂和优质掺合料，可以从根本上改善混凝土的性能，提高混凝土抵抗氯离子渗入的能力。如在混凝土中掺入优质粉煤灰、磨细矿渣粉、硅粉、沸石粉等优质活性混合材都是增密的有效措施，增密的原理是：活性混合材和水泥的水化产物Ca（OH）2发生“火山灰反应”，也称“二次反应”，由于反应的时间滞后于水泥的水化反应，生成物填充于原水泥水化空间的空隙之中，以及水泥石和集料的界面空间之中，起到增密的作用。
4.2使用环氧涂层钢筋
环氧涂层钢筋的保护机理是隔离钢筋和腐蚀性介质。环氧涂层钢筋是采用静电粉末喷涂的方法对钢筋表面进行加工制作，能保证涂层与基体钢筋的良好粘结，是钢筋具备良好的腐蚀性。
4.3增加钢筋保护层厚度
增加钢筋保护层的厚度是防止氯盐侵入腐蚀的非常有效的辦法。一般情况下，氯离子渗透的深度和时间的平方根成正比，所以增加保护层的厚度将大大延迟氯离子渗透至钢筋表面的时间。
4.4参入钢筋阻锈剂
钢筋阻锈剂能够通过影响钢筋以及电解质之间的电化学反应，可以有效地组织钢筋腐蚀发生，因为阻锈剂的作用能够自发的钢筋的表面上形成钝膜，只有要致钝环境，即使钝化膜破坏也可以自行再生，自动维持，这不仅优于任何人为涂层，而且经济、简便。亚硝酸盐是近二十年来已经大规模应用的钢筋阻锈剂。
5.结束语
当前，随着建设工程的不断增加，混凝土施工越来越多，但是一些混凝土违规使用氯离子超标海沙，影响工程结构安全和耐久性。因此，加强对混凝土中氯离子的影响的研究，从而提高混凝土结构质量性能，有利于实现建筑工程的施工建设质量与效果保证，具有积极作用、价值和意义。
参考文献：
[1]马志鸣，赵铁军，管庭，王鹏刚.冻融-氯离子耦合作用下混凝土中钢筋锈蚀机理研究[J].公路，2014，06：237-240.
[2]苗璐.氯离子浓度对钢筋混凝土桩中偶接碳纤维碳钢腐蚀性能的影响[J].铸造技术，2014，07：1396-1398.
[3]张俊芝，庄华夏，伍亚玲，刘如泰.临海既有混凝土氯离子侵蚀及钢筋初锈时间预测[J].建筑材料学报，2014，03：454-458+464.
[4]余波，毋铭，杨绿峰.混凝土保护层对钢筋腐蚀机理及腐蚀速率的影响[J].工业建筑，2014，07：112-119+169.