鋼筋通常情況下是非常耐蝕的，因?yàn)殇摻钤诟邏A性的混凝土中表面會(huì)形成一層鈍化膜，這層鈍化膜可以有效的阻止鋼筋的腐蝕發(fā)生。然而由于混凝土的碳化和氯離子的侵蝕導(dǎo)致鋼筋表面鈍化膜的抗腐蝕性能降低，從而導(dǎo)致混凝土結(jié)構(gòu)過(guò)早失效破壞。

這些失效會(huì)導(dǎo)致巨大的經(jīng)濟(jì)損失也嚴(yán)重危害著公共安全，所以研究鋼筋腐蝕尤為重要！

鋼筋腐蝕研究方法

1物理檢測(cè)

電阻棒法、渦流與磁通減量（渦流探測(cè)） 法、聲發(fā)射探測(cè)法、射線法、紅外熱像法等。

2電化學(xué)檢測(cè)

自然電位法、線性極化法（或極化電阻法）、交流阻抗譜法、恒電量法、混凝土電阻法、電流階躍法等。

實(shí)驗(yàn)室評(píng)價(jià)方法

迄今為止，開(kāi)發(fā)的腐蝕性能試驗(yàn)研究方法主要有：快速宏電池試驗(yàn)、動(dòng)電位掃描試驗(yàn)、恒電位極化試驗(yàn)、鹽霧腐蝕試驗(yàn)、干濕循環(huán)暴露試驗(yàn)、ASTM G109試驗(yàn)等。

1快速宏電池試驗(yàn)

快速宏電池加速腐蝕試驗(yàn)是美國(guó)堪薩斯州大學(xué)的Martinez等在1990年發(fā)明的，測(cè)試裝置如圖1所示。測(cè)試溫度為室溫約為20-24℃，測(cè)試15周。

測(cè)試開(kāi)始后，第一個(gè)星期，每隔一天記錄一次讀數(shù)，此后，每隔一個(gè)星期記錄一次讀數(shù)。

應(yīng)用以下公式將電壓降轉(zhuǎn)換成腐蝕速率（μm/a）：

腐蝕速率 = 11.6·ic = 11600·V/（A·R）

式中：

ic：腐蝕電流密度（μA/cm2）；

V：10歐姆電阻上的電壓降（mV）；

R：電阻（Ω）；

A：陽(yáng)極鋼筋裸露的面積（cm2）。

圖1 快速宏電池測(cè)試示意圖

2極限點(diǎn)蝕電位測(cè)定

動(dòng)電位掃面試驗(yàn)是將試樣浸泡在試驗(yàn)介質(zhì)中，對(duì)其進(jìn)行正向和反向動(dòng)電位掃描，測(cè)定試樣的點(diǎn)蝕電位。

通過(guò)點(diǎn)蝕電位的測(cè)量可以評(píng)定鋼點(diǎn)蝕的能力，在添加不同濃度的氯離子后，點(diǎn)蝕電位突然下降的氯離子濃度通常被認(rèn)為臨界氯離子濃度。

3恒電位極化試驗(yàn)

恒電位極化是將試樣持續(xù)浸泡在試驗(yàn)介質(zhì)中，對(duì)其進(jìn)行恒電位陽(yáng)極極化，根據(jù)測(cè)量的電流密計(jì)算試樣的電流密度。規(guī)定當(dāng)電流密度達(dá)到某一數(shù)值時(shí)，即表示開(kāi)始腐蝕，此時(shí)的氯化物的總量即為氯化物的極限濃度。

John R. Scully等認(rèn)為，實(shí)驗(yàn)室測(cè)定氯化物極限濃度最好的方法是氯化物濃度不變的恒電位試驗(yàn)，極化電位為+100mVSCE或+200VSCE。

4鹽霧加速腐蝕試驗(yàn)

鹽霧加速腐蝕試驗(yàn)是將鋼筋暴露在人造鹽霧氣氛中進(jìn)行加速腐蝕試驗(yàn)，通過(guò)對(duì)鋼筋腐蝕后的樣品進(jìn)行失重和形貌分析，評(píng)價(jià)鋼筋的耐腐蝕性能。

目前國(guó)內(nèi)外的標(biāo)準(zhǔn)主要有GB/T 10125-1997 GB/T 10125-1997 《人造氣氛腐蝕試驗(yàn)鹽霧試驗(yàn)》，ASTM B117-2009 “Standard Practice for Operating Salt Spray （Fog）Apparatus” 和國(guó)際化組織標(biāo)準(zhǔn)ISO 9227-2006 “Corrosion tests in arificial atmosphere-Salt spray tests”。

鹽霧腐蝕試驗(yàn)的環(huán)境與混凝土環(huán)境差異較大，而且條件非?？量?，一般只用于不同鋼筋腐蝕性能之間的比較。

5干濕循環(huán)暴露試驗(yàn)

冶金部于2014年發(fā)布了YB/T 4367-2014《鋼筋在氯離子環(huán)境中腐蝕試驗(yàn)方法》和YB/T 4368-2014《鋼筋在工業(yè)大氣環(huán)境中腐蝕試驗(yàn)方法》。這些標(biāo)準(zhǔn)都是采用周浸干濕交替腐蝕試驗(yàn)獲得耐蝕鋼筋和普通鋼筋的平均腐蝕速率，然后通過(guò)相對(duì)腐蝕速度的對(duì)比來(lái)確定鋼筋耐蝕性的差異。

需要指出，上述標(biāo)準(zhǔn)中的試驗(yàn)方法在一定程度上可以評(píng)價(jià)出鋼筋的耐蝕性差異，但是周浸腐蝕試驗(yàn)方法通常用于評(píng)價(jià)金屬材料的耐大氣腐蝕性能，如果用于評(píng)價(jià)混凝土中鋼筋的腐蝕也許不能反映真實(shí)的腐蝕過(guò)程。

另外，混凝土中鋼筋處于強(qiáng)堿性環(huán)境，和上述標(biāo)準(zhǔn)中的中性（模擬氯離子環(huán)境）和酸性（模擬工業(yè)大氣環(huán)境）環(huán)境是有很大差異的。

6鋼筋在混凝土中的氯離子試驗(yàn)方法

美國(guó)材料測(cè)試協(xié)會(huì)標(biāo)準(zhǔn) ASTM G109最初是用來(lái)研究化學(xué)添加劑對(duì)鋼筋腐蝕性能影響的試驗(yàn)標(biāo)準(zhǔn)，近20年多來(lái)被用廣泛的應(yīng)用于耐腐蝕鋼筋性能的評(píng)價(jià)。盡管試驗(yàn)的周期需要1-2年，但是由于腐蝕環(huán)境相當(dāng)惡劣，可以模擬橋梁暴露30-40年。

我國(guó)近期發(fā)布的YBT 4369-2014 《鋼筋在混凝土中耐氯離子腐蝕性能測(cè)試方法》也采用ASTM G109中的試驗(yàn)方法來(lái)評(píng)價(jià)鋼筋在混凝土中耐氯離子腐蝕的性能。

 圖2和圖3為ASTM G109試驗(yàn)采用的試件示意圖。

圖2 ASTM G109試驗(yàn)試件示意圖

圖3 混凝土試件俯視圖

結(jié)論與展望

目前，我國(guó)耐蝕鋼筋的研究仍處于實(shí)驗(yàn)探索階段，關(guān)于耐蝕鋼筋耐蝕性評(píng)估及其混凝土結(jié)構(gòu)壽命預(yù)測(cè)等研究領(lǐng)域，許多問(wèn)題尚需深人細(xì)致的研究。低合金耐蝕鋼筋是否可保證混凝土結(jié)構(gòu)百年服役壽命，仍缺乏嚴(yán)格論證的可行性分析，但已開(kāi)展的試驗(yàn)探索研究已展示了其廣闊優(yōu)越性。改變鋼筋基體成分，開(kāi)發(fā)鋼筋替代材料，從根本上解決鋼筋銹蝕問(wèn)題，已成為今后混凝土結(jié)構(gòu)耐久性提升技術(shù)的發(fā)展趨勢(shì)。

鋼筋腐蝕試驗(yàn)的方法有很多種，選擇應(yīng)用的時(shí)候要考慮幾方面的因素：試驗(yàn)方法的適用范圍，試驗(yàn)所需要的時(shí)間，試驗(yàn)的成本以及試驗(yàn)的復(fù)雜性等，從而有效快速的評(píng)價(jià)鋼筋的耐蝕性差異。