試論氯氧鎂鋼筋混凝土中涂層鋼筋腐蝕的電化學特性

李旭光 李秀香

青島建友工程檢測有限公司 山東 青島 266510

引言

混凝土作為現(xiàn)下土木工程中涉及的主要材料之一，氯氧鎂鋼筋混凝土是一種特殊品種的混凝土，隨著時代不斷發(fā)展，距今被廣泛應用于各個領域中，具有節(jié)能低耗、使用安全以及可加工性良好等優(yōu)點。如何深入探究氯氧鎂鋼筋混凝土中涂層鋼筋腐蝕的電化學特性，是目前各相關人員需要考慮的問題。

1 氯氧鎂鋼筋混凝土試驗

1.1 原材料選擇

輕燒氧化鎂（MgO）、工業(yè)氯化鎂（MgCL2）、粗細骨料、耐水劑以及一級粉煤灰等材料是氯氧鎂鋼筋混凝土的組成，主要分析各原料中化學組成，為下一階段深入探究氯氧鎂鋼筋混凝土中涂層鋼筋腐蝕的電化學特性做好鋪墊。

1.2 試驗過程

本文選擇部分氯氧鎂鋼筋混凝土作為試驗采樣，為了避免試驗過程中出現(xiàn)不必要的問題，需要做好以下幾個步驟：第一，對氯氧鎂鋼筋混凝土中的鋼筋表面先進行去油污，并將打磨好的鋼筋用蒸餾水清洗干凈，達到表面光滑效果即可；第二，將鋅美特涂抹在鋼筋表面上，表面必須要均勻涂抹，并將標準養(yǎng)護28天后的鋼筋分別浸泡在硫酸鹽溶液、氯鹽溶液以及自來水中，在試驗階段，每3個月進行一次電化學試驗；第三，630天后的氯氧鎂鋼筋混凝土中的鋼筋表面出現(xiàn)破損，利用低真空掃描電子顯微鏡對涂層鋼筋和裸露鋼筋進行微觀檢測，以此來分析涂層鋼筋與裸露鋼筋的外部腐蝕形貌及腐蝕產(chǎn)物[1]。

2 氯氧鎂鋼筋混凝土試驗結果

2.1 氯氧鎂鋼筋混凝土中的裸露鋼筋

當氯氧鎂鋼筋混凝土浸泡在自來水中時，此時經(jīng)過90天浸泡的裸露鋼筋已經(jīng)發(fā)生腐蝕，其腐蝕電流密度已達到最大值，在腐蝕的過程中，裸露鋼筋會先負向位移，后正向位移，隨著極化電阻慢慢變大，其腐蝕電流密度也會隨之減小。其主要原因是，由于試驗人員在試驗之前對氯氧鎂鋼筋混凝土中裸露鋼筋的表面進行了處理，當表面的鈍化膜被破壞時，其水分、氧氣與氯氧鎂鋼筋混凝土中的氯離子發(fā)生了反應，由于鋼筋不斷溶解，使得鋼筋表面上的亞鐵離子濃度上升，最終在鋼筋表面逐漸形成一層腐蝕產(chǎn)物，進而延緩了腐蝕發(fā)生。

當氯氧鎂鋼筋混凝土浸泡在氯鹽中時，裸露鋼筋的開路電位依次從負向位移，并且在630天后，該腐蝕電流密已達到最大值。由于裸露鋼筋在前期試驗中一直在適宜的條件下發(fā)生腐蝕，使得極化電阻值始終保持相對平衡的狀態(tài)。因在試驗的過程中不斷補充氯離子與水分，使其鋼筋腐蝕速度保持在平穩(wěn)的情況下。

當氯氧鎂鋼筋混凝土浸泡在硫酸鹽溶液時，裸露鋼筋開路電位在180天時已經(jīng)逐漸向正向位移，并在180天后向負向位移，此時腐蝕電流密度在90天時已達到最大值3.48，其極化電阻值變化相對較大，其主要原因在于試驗初期階段一直處于適宜的條件中。此外，在180天時，硫酸鹽與氯氧鎂鋼筋混凝土中的水化產(chǎn)物二者生成難溶于水的結晶化合物并在混合物表面附著，防止了水分與氧氣的侵入，延緩了鋼筋腐蝕發(fā)生。

2.2 氯氧鎂鋼筋混凝土中的涂層鋼筋

當氯氧鎂鋼筋混凝土浸泡在自來水中時，涂層鋼筋開路電位依次向正向位移，此時腐蝕電流密度在270天時已達到最大值，由于在270天時，試驗人員對氯氧鎂鋼筋混凝土中涂抹了氯離子，進而出現(xiàn)了蝕產(chǎn)物堆積在鋼筋與涂層臨近點，不但使得腐蝕速率一直保持穩(wěn)定的狀態(tài)，也極大地避免了鋼筋被持續(xù)腐蝕。

當氯氧鎂鋼筋混凝土浸泡在氯鹽溶液時，90～270天內(nèi)涂層鋼筋的開路電位依次向正向位移，試驗記錄顯示，開路電位結束正向位移后，有著較為明顯的上下波動痕跡，此時極化電阻值無明顯變化，其主要原因在于由氯離子等物質的侵入，使得涂層鋼筋腐蝕點產(chǎn)生變化，隨著氯離子不斷向內(nèi)部侵入，逐漸在陰極附近逐漸形成了陰離子，鋼筋表面涂層對陽極有一定阻礙作用，使得帶有腐蝕性的離子難以接觸鋼筋表面，進而氯氧鎂鋼筋混凝土中的鋼筋表面只發(fā)生了點蝕。

當氯氧鎂鋼筋混凝土浸泡在硫酸鹽中時，該涂層鋼筋依次先負向位移，負向位移結束后再次正向位移，此時涂層鋼筋表面已經(jīng)發(fā)生腐蝕，在270天時腐蝕電流密度已達到最大值，并一直保持在穩(wěn)定的狀態(tài)，其主要原因在于氯氧鎂鋼筋混凝土中的水化產(chǎn)物所產(chǎn)生的結晶物質填補了混凝土內(nèi)部孔隙，防止了腐蝕性離子的侵入。

通過對裸露鋼筋與涂層鋼筋的分析與對比可知，在水、氯鹽溶液以及硫酸鹽溶液中的氯氧鎂鋼筋混凝土，其腐蝕電流密度相對平均，鋼筋在涂層的保護作用下，雖然鋼筋動態(tài)腐蝕平衡被破壞，但電位陰極富集了大量陰離子，使得腐蝕性離子對鋼筋腐蝕的速度變緩。可以得知，有涂層的鋼筋腐蝕程度要低于裸露鋼筋，說明涂層鋼筋具備一定的防腐蝕性[2]。

3 結束語

綜上所述，通過深入探究與分析氯氧鎂鋼筋混凝土中裸露鋼筋與涂層鋼筋在水、氯鹽溶液以及硫酸鹽溶液這三種環(huán)境中的腐蝕電流密度、極化電阻等，發(fā)現(xiàn)涂層鋼筋的腐蝕程度要低于裸露鋼筋，表明涂層鋼筋具有較強的抗腐蝕性，對氯氧鎂鋼筋混凝土在建筑工程中的實際應用起到了關鍵性的作用。