从昔日埃及的大金字塔或巴比伦空中花园的建造开始，人类就在寻找能够承受大自然变幻莫测的建筑材料，而不需要任何维护。为了寻找这种材料，人类最终找到了一种奇妙的材料“波特兰水泥”。

在过去的一个半世纪中，水泥混凝土被广泛用于各种结构，人们可以梦想或怀疑它们将永远存在的误解。大多数结构失效或无法运行到其所需的使用条件主要是由于缺乏对环境条件的理解以及缺乏适当，系统和科学的维护。

一个国家的有价值资产是通过建设创造的。建设在经济发展中起着至关重要的作用。它是任何国家发展进程的先行活动和标志。

在碾压混凝土中使用的钢筋虽然在一侧补充了混凝土的张力（拉伸应力）的弱点，但由于其易于腐蚀，它还损害了混凝土的耐久性和使用寿命。

混凝土结构的修复和修复，最近已成为与全世界建筑本身相当的活动，主要是因为嵌入钢的腐蚀导致混凝土的劣化。

在本世纪早期，当钢筋混凝土结构开始被广泛使用时，几乎完全取代了迄今使用的建筑材料，即。木材，（石头）砌体和钢结构等，RC结构的预期寿命大约为100年。然而，在世纪之交，我们发现这些期望被贬低，具有讽刺意味的是，新的建筑说20至25岁，表现出严重的恶化和痛苦。

混凝土的耐久性已成为全球发展中一个备受争议的话题。尽管有几个因素导致钢筋混凝土结构的早期窘迫，但在大多数情况下，由于钢的腐蚀，这是因为。

腐蚀似乎是一种无处不在的现象，导致世界各国所有类型结构的广泛破坏，并被称为混凝土的“癌症”。

理想情况下，一个好的混凝土应该为嵌入式钢提供足够的保护。这是由于新鲜混凝土提供的保护性碱性环境（pH值高达12.5），导致在钢表面形成保护涂层，使其免于进一步腐蚀。

然而，随着时间的推移，由于碳酸化或氯离子的进入，pH值开始缓慢下降并且钢筋的碱性周围丧失，预示着腐蚀过程，这反过来导致混凝土的裂缝和剥落。因此可以认识到，赋予混凝土质量和耐久性的关键因素似乎是其不渗透性，这可以通过提供足够的水泥含量，低w / c比，完全压实和固化来确保。通过使用适当的混合物并提供增加的混凝土覆盖物可以进一步改善相同的效果。

然而，这些措施首先在实践中难以实现，其次在侵略性环境中并未发现相同的措施。因此，有必要为钢筋提供额外的保护，特别是因为氯化物引起的腐蚀（比碳化腐蚀更糟），即使在优质混凝土中也会发展。

碾压混凝土结构的大部分恶化主要是由于钢筋的腐蚀。因此，对结构耐久性和修复工作的腐蚀技术的基本了解是必须的。

嵌入保湿水泥浆中的钢迅速形成一层薄的氧化物钝化层，强烈地粘附在下面的钢上，使其完全防止与氧气和水的反应，即生锈或腐蚀。这种钢的状态称为钝化。

钝化的维持取决于与钝化层接触的孔隙水的足够高的pH。因此，当低pH值前沿到达钢筋表面附近时，如果存在腐蚀反应所需的氧气和水分，则除去保护性氧化膜并发生腐蚀。

混凝土中钢筋锈蚀的原因

钢在混凝土中的腐蚀是一种电化学过程。形成腐蚀电池的电化学电势可以以两种方式产生：

（a）当两种不同的金属嵌入混凝土中时，例如钢筋和铝导管，或当钢的表面特征存在显着变化时，可以形成复合电池。

（b）由于钢附近溶解离子浓度的差异，例如碱，氯化物和氧，可能形成浓缩电池。

电化学势的差异可能源于混凝土环境的差异。电化学电池的形成也是由于孔隙水中盐浓度的变化或由于不均匀的氧气接触。

因此，两种金属中的一种（或当仅存在一种金属时金属的一些部分）变为阳极而另一种是阴极。在阳极和阴极区域发生的基本化学变化如下。

当在混凝土中沿钢中存在电势差时，建立电化学电池：形成阳极和阴极区域，通过电解质以硬化水泥浆中的孔隙水的形式连接。

带正电的亚铁离子的Fe ++，在阳极通入溶液中，同时带负电的自由电子e -穿过钢成，他们是由电解质的成分吸收的阴极和与水和氧结合形成氢氧根离子（ OH）-。它们穿过电解质并与亚铁离子结合形成氢氧化铁，氢氧化铁通过进一步氧化转化成锈。所涉及的反应如下：

阳极反应：

铁 - > Fe ++ + 2e -

Fe ++ + 2（OH）-  - > Fe（OH）2（氢氧化亚铁）

4Fe（OH）2 + 2H 2 O + O 2  - > 4Fe（OH）3（氢氧化铁）

（水）（空气）2Fe（OH）3  - > Fe 2 ×O 3 ×H 2 O + 2H 2 O - 水合氧化铁（锈）。

阴极反应：

4e - + O 2 + 2H 2 O - > 4（OH）-

可以看出，氧气被消耗并且水被再生，但是该过程需要继续。因此，干混凝土中没有腐蚀，可能低于60％的相对湿度; 除非水可以夹带空气，例如波浪作用，否则混凝土完全浸没在水中也不会腐蚀。

金属铁转变为生锈伴随着体积的增加，其取决于氧化状态，可能高达原始金属的600％。这种体积增加被认为是混凝土膨胀和开裂的主要原因。应该注意的是，涉及金属铁离子化的阳极反应将不会进行得太远，除非通过消耗阴极处的电子来维持流向阴极的电子; 为此，绝对需要在阴极表面存在空气和水。

在溶液中不存在氯离子的情况下，如果溶液的pH保持在11.5以上，则据报道钢上的保护膜是稳定的。通常在系统中有足够的碱度以保持pH值高于12.在特殊条件下（例如，当混凝土具有高渗透性和碱性且大部分氢氧化钙被碳酸化或被酸性溶液中和时），附近的混凝土的pH值钢可以减少到小于11.5，从而破坏钢的钝化性并为腐蚀过程设定阶段。

在存在氯离子的情况下，根据C1 - / OH -比率，据报道即使pH值远高于11.5，保护膜也可能被破坏。

为了开始腐蚀，必须穿透钝化层。氯离子活化钢的表面以形成阳极，钝化的表面是阴极。所涉及的反应如下：

Fe ++ + 2Cl -  - > FeCl 2

FeCl 2 + 2H 2 O - > Fe（OH）2 + 2HCl

嵌入式钢的碳化

人们认识到，嵌入pH值为9以上的重碱性介质中的钢不会生锈。在混凝土凝固过程中，水泥开始水合，混凝土中水泥和水之间的这种化学反应导致水泥熟料形成氢氧化钙。这确保了混凝土的碱度，产生的pH值超过12.6，这使钢表面处于被动状态。

因此，通过混凝土的碱度来保护钢筋免受腐蚀，这导致钢的钝化。氢氧化钙的储备非常高，因此即使水渗透到混凝土的钢筋中也不需要预期钢的腐蚀。因此，即使在混凝土中出现小裂缝（宽度达0.1毫米）或瑕疵也不一定会导致损坏。

特别是环境影响和二氧化碳会降低混凝土的pH值（碳酸化），从而消除钝化作用，结合现有的湿度，结果是钢筋的腐蚀。

碳酸化是来自大气的CO 2在水分存在下与混凝土Ca（OH）2中的碱性组分反应从而将氢氧化钙转化为CaCO 3的作用。碳酸钙微溶于水。

孔隙水的pH值通常在12.5至13.5之间，但由于碳酸化，pH值降低至小于9.因此，增强剂不再处于钝化范围并且发生腐蚀。在存在进一步的水分和氧气的情况下加速腐蚀。

Ca（OH）2 + CO 2 + H 2 O = CaCO 3 + 2H 2 O.

碳化过程达到覆盖深度。

影响碳化深度的因素有：

• 封面深度

• 混凝土的渗透性

• 混凝土等级

• 时间

• 混凝土是受保护还是未受保护

• 环境影响。

最终的结果是开裂，剥落和腐蚀。

氯化物

氯化物通常是酸性的，可以来自许多不同的来源，最常见的是除冰盐，使用未经洗涤的海洋聚集体，海水喷雾和某些加速混合物（现在禁止使用它们）。

在存在氯化物的情况下，发生局部点腐蚀，这并不总是与表面裂纹的早期警告信号相关联。

氯化物引起的腐蚀可能比碳酸化引起的腐蚀更危险。与混凝土耐久性的大多数方面一样，由于钢筋的腐蚀导致的劣化可能发生在数年（5至20）之间。

影响钢筋锈蚀的因素

通常影响钢筋混凝土结构中钢筋腐蚀的因素是：

• 酸碱度，

• 湿气，

• 氧，

• 碳化，

• 氯化物，

• 环境温度和相对湿度，

• 暴露严重程度，

• 建筑材料质量，

• 混凝土质量，

• 覆盖加固，

• 初始固化条件，和

• 形成裂缝。

钢筋腐蚀对混凝土的破坏

一旦发生腐蚀，腐蚀过程导致RC构件的劣化和损坏。破坏的各个阶段如下：

第1阶段：形成白斑

如果钢筋嵌入混凝土中，该混凝土足够透水以允许水和二氧化碳通过，则碳酸化从地面到内部混凝土前进。二氧化碳与水泥浆中的氢氧化钙反应形成碳酸钙。水的自由运动将不稳定的碳酸钙带向表面并形成白色斑块。混凝土表面的白色斑块表明碳酸化的发生。

阶段2：沿着加固的棕色斑块

当增强开始腐蚀时，在增强表面上形成一层氧化铁。由腐蚀产生的这种棕色产品可以与水分一起渗透到混凝土表面而不会使混凝土开裂。通常伴随着混凝土的开裂或开裂，此后不久发生。

第3阶段：裂缝的发生

腐蚀产物通常比母体金属占据更大的体积约6至10倍。体积的增加对周围的混凝土施加相当大的破裂压力，导致开裂。

混凝土表面中的发线裂缝直接位于钢筋上方并与之平行，是钢筋腐蚀的正面可见迹象。这些裂缝表明膨胀的锈迹已经增长到足以分裂混凝土。即使在这个阶段，如果混凝土被切掉，加固看起来好像没有生锈。

第4阶段：形成多个裂缝

随着腐蚀的进行，在增强材料上将形成多层氧化铁，这反过来对周围的混凝土施加相当大的压力，导致毛发裂缝变宽。此外，还形成了几个新的毛发裂缝。混凝土与钢筋之间的粘合力大大降低。当用轻锤敲击混凝土表面时会发出空洞的声音。

第5阶段：覆盖混凝土的剥落

由于钢与混凝土之间的粘结损失以及多层鳞片的形成，覆盖混凝土开始剥落。在这个阶段，棒的尺寸显着减小。

第六阶段：捕捉酒吧

棒的尺寸持续减小，导致棒的折断。通常先在绑带/马镫上进行卡扣。在这个阶段，主要钢筋的尺寸也会大幅减少。

第7阶段：钢筋弯曲和混凝土凸起

覆盖混凝土的剥落和系带的卡扣（在压缩构件中）导致主杆弯曲，从而导致该区域中的混凝土膨胀。这是在结构崩溃之后。

混凝土质量

通过最小化渗透性来控制质量。

钢筋盖板的深度

关于最小覆盖深度的建议在实践规则中给出，并且基于暴露条件和最小水泥含量。水泥含量越高，水泥水分含量越低，导致覆盖率降低。

正常覆盖物在任何时候都不应小于聚集体的最大尺寸+ 5mm。

混凝土施工材料

由PC / PFA和PC / GGBS组合制成的混合水泥可以显着降低氯化物渗透。但是，在这些材料没有得到适当固化的情况下，存在碳化增加的风险。必须注意所有聚集体和外加剂含有有限量的氯化物。