鋼筋在硫鋁酸鹽水泥砂漿中的腐蝕行為研究

王凌波，詹樹林，唐旭東，練松松，錢匡亮

(浙江大學建筑工程學院，杭州 310058)

0 引 言

鋼筋的腐蝕是引起鋼筋混凝土結構破壞的重要原因，一般情況下由于混凝土內部的強堿環境，鋼筋能夠處于鈍化狀態，大大降低腐蝕速率。但如果混凝土堿度下降或者氯離子濃度超過臨界值，鋼筋將會脫鈍發生嚴重腐蝕。目前鋼筋腐蝕的研究大都是基于硅酸鹽水泥基材料，對于廣泛應用于修補、加固工程的硫鋁酸鹽水泥(CSA)研究還較少。CSA的主要礦物成分為3CaO·3Al2O3·CaSO4和C2S，硬化后孔隙液堿度低于硅酸鹽水基材料。根據文獻[1-3]的研究，CSA孔隙液的pH值在12.5～12.9之間，早齡期的pH值更是低于12，而硅酸鹽水泥基材料的pH值一般在13.5左右[4-5]。CSA堿度的下降會削弱其對鋼筋腐蝕的防護能力，與此同時，CSA對氯離子固化能力也弱于普通硅酸鹽水泥(OPC)，當CSA構件受到氯離子侵蝕時，自由氯離子濃度更容易達到臨界值從而引發鋼筋腐蝕[6-8]。

由此可見，CSA中的鋼筋存在一定的腐蝕風險，但目前對于CSA中鋼筋銹蝕行為研究的結論存有爭議。Janotka等[9]萃取了CSA水泥凈漿的孔隙液，發現其pH值僅有11.32，認為CSA的低堿性導致鋼筋鈍化膜不能穩定存在。但也有研究發現暴露在海水中的CSA混凝土柱內的鋼筋網片在服役14年后仍未銹蝕，但相關的水泥化學組成、混凝土配合比等資料均缺失，所以無從分析該案例中鋼筋在CSA混凝土中的耐蝕機理[10]。Cai等[11]則認為鋼筋在早齡期可能會發生輕微腐蝕，但隨著水化進行，混凝土變得密實，腐蝕能夠得到有效控制。……