摘要
混凝土以其较高的受压强度、较长的耐久性等特点广泛应用于桥梁、楼房、下水道等基础设施的建设方面。但受外部环境作用长时间影响，由于腐蚀性介质在混凝土微裂缝中扩散引起钢筋的腐蚀问题越来越严重，引起各国学者的广泛关注。相关学者对混凝土中钢筋腐蚀速率监测方法、混凝土缝隙腐蚀、建立数学模型分析钢筋腐蚀行为以及相应的防护方法等方面开展了研究。但现仍存在较多问题，对混凝土劣化失效过程以及保护技术（如阴极保护技术）的有效性还需要进一步研究工作。为此，本文针对海洋环境下腐蚀性介质在混凝土中扩散引起的钢筋腐蚀问题以及阴极保护技术在混凝土腐蚀有效防护方面开展了相关研究，通过楔形缝隙腐蚀实验装置模拟混凝土缝隙结构，通过丝束电极技术、电化学实验、腐蚀速率测量、腐蚀形貌分析等手段，明确了混凝土缝隙的形成过程、缝隙内钢筋的腐蚀行为和阴保技术的有效性，主要得到以下结论: 腐蚀性介质在混凝土内部缝隙结构中扩散引起的钢筋失效分为两个阶段:大阴极、小阳极的腐蚀原电池的形成→腐蚀产物向混凝土中扩散。而腐蚀性介质在混凝土/钢筋界面上扩散引起的混凝土失效，主要分为腐蚀性介质扩散→氧浓差电池形成→缝隙腐蚀全面展开三个阶段。 缝隙内钢筋阳极区域出现在距离缝口位置处，同时随着缝隙深度的发展，金属的腐蚀形态由全面腐蚀向点蚀转变，由阳极区向阴极区转变，而温度加剧了金属的点蚀程度;腐蚀缝隙对阴极保护具有一定的屏蔽作用，温度越低、极化程度越高，屏蔽程度越大，同时阴极保护使得缝隙腐蚀内阳极腐蚀区域前移，加剧了阳极区域的腐蚀程度，同时加速了缝隙内部阴极的点蚀过程。 随着阴保水平的增大，20℃时HRB335钢全面腐蚀速率和点蚀速率基本保持不变，表现为全面腐蚀状态;而在50℃和80℃时全面腐蚀速率和点蚀速率逐渐减小，腐蚀形态由点蚀形态转变为全面腐蚀形态。综合考虑腐蚀速率、腐蚀形态和电化学反应电位区间，最小阴保电位受到氧扩散过程的控制，在50℃时最小阴保电位为-1.0V，80℃时为-1.1V，可以为高温环境下金属最小阴保电位设置提供借鉴。
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