钢筋混凝土结构的腐蚀

钢筋混凝土是人类使用的最大宗建筑结构材料。然而，钢筋混凝土结构由于受到各种环境条件的侵蚀，往往在服役寿命期间而破坏。纵观钢筋混凝土的各类破坏机理，钢筋锈蚀、冻融循环、碱集料反应、硫酸盐侵蚀和收缩开裂等是钢筋混凝土劣化的主要原因。引进、出版有关钢筋混凝土腐蚀及防护方面书籍对提高我国钢筋混凝土结构的耐久性具有重要的作用。本书主要研究了钢筋混凝土的钢筋腐蚀及腐蚀保护方面的重要方法。可供国内从事钢筋混凝土领域的研究、设计、施工、教学、生产等人员参考。

译者前言

原书前言

第1章 钢筋混凝土的腐蚀：过程与机理

1.1 引言

1.2 混凝土中钢筋腐蚀的基本理论

1.3 氧气的可获性

1.4 混凝土作为电解质

1.5 混凝土中气体、水、离子的传输过程

1.6 混凝土碳化诱导的腐蚀

1.7 氯离子诱导腐蚀

1.8 腐蚀速率

1.9 腐蚀防护的基本知识

1.10 参考文献

第2章 钢筋混凝土结构的腐蚀监测

2.1 引言2100433B

钢筋混凝土是人类使用的最大宗建筑结构材料。尽管大部分钢筋混凝土结构表现出良好的长期性能与高耐久性，仍然有许多因早期钢筋锈蚀引起的混凝土结构破坏的案例。

在美国，每年仅因使用去冰盐引起的钢筋混凝土桥梁的腐蚀损失费用在325至100亿美元之间。在澳大利亚、欧洲、中东地区也有相似的统计结果。尤其在处于海洋环境与温暖气候条件下的地区，混凝土中钢筋腐蚀过程会显著增大。

本书内容对评估混凝土结构性能与耐久性十分重要，对在设计、施工阶段或修补期间处理耐久性问题的工程师和建筑师，是非常有价值的。理论与实践的结合使得这本著作是工程师与材料科学家的十分有用的工具书。

腐蚀的形态可分为均匀腐蚀和局部腐蚀两种。在化工生产中，后者的危害更严重。

腐蚀性均匀腐蚀

腐蚀发生在金属表面的全部或大部，也称全面腐蚀。多数情况下，金属表面会生成保护性的腐蚀产物膜，使腐蚀变慢。有些金属，如钢铁在盐酸中，不产生膜而迅速溶解。通常用平均腐蚀率（即材料厚度每年损失若干毫米）作为衡量均匀腐蚀的程度，也作为选材的原则，一般年腐蚀率小于1～1.5mm，可认为合用（有合理的使用寿命）。

腐蚀性局部腐蚀

腐蚀只发生在金属表面的局部。其危害性比均匀腐蚀严重得多，它约占化工机械腐蚀破坏总数的70%，而且可能是突发性和灾难性的，会引起爆炸、火灾等事故。2100433B

腐蚀的类型可分为湿腐蚀和干腐蚀两类 。湿腐蚀指金属在有水存在下的腐蚀，干腐蚀则指在无液态水存在下的干气体中的腐蚀。由于大气中普遍含有水，化工生产中也经常处理各种水溶液，因此湿腐蚀是最常见的，但高温操作时干腐蚀造成的危害也不容忽视。

腐蚀性湿腐蚀

金属在水溶液中的腐蚀是一种电化学反应。在金属表面形成一个阳极区和阴极区隔离的腐蚀电池，金属在溶液中失去电子，变成带正电的离子，这是一个氧化过程即阳极过程。与此同时在接触水溶液的金属表面，电子有大量机会被溶液中的某种物质中和，中和电子的过程是还原过程，即阴极过程。常见的阴极过程有氧被还原、氢气释放、氧化剂被还原和贵金属沉积等。

随着腐蚀过程的进行，在多数情况下，阴极或阳极过程会受到阻滞而变慢，这个现象称为极化，金属的腐蚀随极化而减缓。

腐蚀性干腐蚀

一般指在高温气体中发生的腐蚀，常见的是高温氧化。在高温气体中，金属表面产生一层氧化膜，膜的性质和生长规律决定金属的耐腐蚀性。膜的生长规律可分为直线规律、抛物线规律和对数规律。直线规律的氧化最危险，因为金属失重随时间以恒速上升。抛物线和对数的规律是氧化速度随膜厚增长而下降，较安全，如铝在常温氧化遵循对数规律，几天后膜的生长就停止，因此它有良好的耐大气氧化性。