试论氯氧镁钢筋混凝土中涂层钢筋腐蚀的电化学特性

李旭光 李秀香

青岛建友工程检测有限公司 山东 青岛 266510

引言

混凝土作为现下土木工程中涉及的主要材料之一，氯氧镁钢筋混凝土是一种特殊品种的混凝土，随着时代不断发展，距今被广泛应用于各个领域中，具有节能低耗、使用安全以及可加工性良好等优点。如何深入探究氯氧镁钢筋混凝土中涂层钢筋腐蚀的电化学特性，是目前各相关人员需要考虑的问题。

1 氯氧镁钢筋混凝土试验

1.1 原材料选择

轻烧氧化镁（MgO）、工业氯化镁（MgCL2）、粗细骨料、耐水剂以及一级粉煤灰等材料是氯氧镁钢筋混凝土的组成，主要分析各原料中化学组成，为下一阶段深入探究氯氧镁钢筋混凝土中涂层钢筋腐蚀的电化学特性做好铺垫。

1.2 试验过程

本文选择部分氯氧镁钢筋混凝土作为试验采样，为了避免试验过程中出现不必要的问题，需要做好以下几个步骤：第一，对氯氧镁钢筋混凝土中的钢筋表面先进行去油污，并将打磨好的钢筋用蒸馏水清洗干净，达到表面光滑效果即可；第二，将锌美特涂抹在钢筋表面上，表面必须要均匀涂抹，并将标准养护28天后的钢筋分别浸泡在硫酸盐溶液、氯盐溶液以及自来水中，在试验阶段，每3个月进行一次电化学试验；第三，630天后的氯氧镁钢筋混凝土中的钢筋表面出现破损，利用低真空扫描电子显微镜对涂层钢筋和裸露钢筋进行微观检测，以此来分析涂层钢筋与裸露钢筋的外部腐蚀形貌及腐蚀产物[1]。

2 氯氧镁钢筋混凝土试验结果

2.1 氯氧镁钢筋混凝土中的裸露钢筋

当氯氧镁钢筋混凝土浸泡在自来水中时，此时经过90天浸泡的裸露钢筋已经发生腐蚀，其腐蚀电流密度已达到最大值，在腐蚀的过程中，裸露钢筋会先负向位移，后正向位移，随着极化电阻慢慢变大，其腐蚀电流密度也会随之减小。其主要原因是，由于试验人员在试验之前对氯氧镁钢筋混凝土中裸露钢筋的表面进行了处理，当表面的钝化膜被破坏时，其水分、氧气与氯氧镁钢筋混凝土中的氯离子发生了反应，由于钢筋不断溶解，使得钢筋表面上的亚铁离子浓度上升，最终在钢筋表面逐渐形成一层腐蚀产物，进而延缓了腐蚀发生。

当氯氧镁钢筋混凝土浸泡在氯盐中时，裸露钢筋的开路电位依次从负向位移，并且在630天后，该腐蚀电流密已达到最大值。由于裸露钢筋在前期试验中一直在适宜的条件下发生腐蚀，使得极化电阻值始终保持相对平衡的状态。因在试验的过程中不断补充氯离子与水分，使其钢筋腐蚀速度保持在平稳的情况下。

当氯氧镁钢筋混凝土浸泡在硫酸盐溶液时，裸露钢筋开路电位在180天时已经逐渐向正向位移，并在180天后向负向位移，此时腐蚀电流密度在90天时已达到最大值3.48，其极化电阻值变化相对较大，其主要原因在于试验初期阶段一直处于适宜的条件中。此外，在180天时，硫酸盐与氯氧镁钢筋混凝土中的水化产物二者生成难溶于水的结晶化合物并在混合物表面附着，防止了水分与氧气的侵入，延缓了钢筋腐蚀发生。

2.2 氯氧镁钢筋混凝土中的涂层钢筋

当氯氧镁钢筋混凝土浸泡在自来水中时，涂层钢筋开路电位依次向正向位移，此时腐蚀电流密度在270天时已达到最大值，由于在270天时，试验人员对氯氧镁钢筋混凝土中涂抹了氯离子，进而出现了蚀产物堆积在钢筋与涂层临近点，不但使得腐蚀速率一直保持稳定的状态，也极大地避免了钢筋被持续腐蚀。

当氯氧镁钢筋混凝土浸泡在氯盐溶液时，90～270天内涂层钢筋的开路电位依次向正向位移，试验记录显示，开路电位结束正向位移后，有着较为明显的上下波动痕迹，此时极化电阻值无明显变化，其主要原因在于由氯离子等物质的侵入，使得涂层钢筋腐蚀点产生变化，随着氯离子不断向内部侵入，逐渐在阴极附近逐渐形成了阴离子，钢筋表面涂层对阳极有一定阻碍作用，使得带有腐蚀性的离子难以接触钢筋表面，进而氯氧镁钢筋混凝土中的钢筋表面只发生了点蚀。

当氯氧镁钢筋混凝土浸泡在硫酸盐中时，该涂层钢筋依次先负向位移，负向位移结束后再次正向位移，此时涂层钢筋表面已经发生腐蚀，在270天时腐蚀电流密度已达到最大值，并一直保持在稳定的状态，其主要原因在于氯氧镁钢筋混凝土中的水化产物所产生的结晶物质填补了混凝土内部孔隙，防止了腐蚀性离子的侵入。

通过对裸露钢筋与涂层钢筋的分析与对比可知，在水、氯盐溶液以及硫酸盐溶液中的氯氧镁钢筋混凝土，其腐蚀电流密度相对平均，钢筋在涂层的保护作用下，虽然钢筋动态腐蚀平衡被破坏，但电位阴极富集了大量阴离子，使得腐蚀性离子对钢筋腐蚀的速度变缓。可以得知，有涂层的钢筋腐蚀程度要低于裸露钢筋，说明涂层钢筋具备一定的防腐蚀性[2]。

3 结束语

综上所述，通过深入探究与分析氯氧镁钢筋混凝土中裸露钢筋与涂层钢筋在水、氯盐溶液以及硫酸盐溶液这三种环境中的腐蚀电流密度、极化电阻等，发现涂层钢筋的腐蚀程度要低于裸露钢筋，表明涂层钢筋具有较强的抗腐蚀性，对氯氧镁钢筋混凝土在建筑工程中的实际应用起到了关键性的作用。