1.Cl-参与钢筋锈蚀机理

水泥水化的高碱性使混凝土内钢筋表面产生一层致密的钝化膜。该钝化膜只有在高碱性环境中才能稳定存在。Cl-到达钢筋表面并吸附于局部钝化膜处时，可使该处的pH值迅速降低，从而破坏钢筋表面钝化膜的稳定性。破坏的钝化膜使钢筋表面暴露出铁基体，与尚未破坏的钝化膜区域形成电位差，铁基体作为阳极受到腐蚀，大面积钝化膜区域作为阴极，由于大阴极对应小阳极，因此钢筋锈蚀处发展迅速。

Cl-不仅破坏钢筋表面的钝化膜，且参与钢筋的锈蚀反应。Cl-与阳极反应产物Fe2+反应生成FeCl，并将其带离阳极表面，进而使阳极表面反应继续甚至加速进行。其主要反应过程如下：

1）菜单栏：选择菜单栏中的【绘图】│【建模】│【放样】命令。

从上面的一系列反应可以看出，尽管Cl-参与了钢筋锈蚀的反应，但并没有被消耗掉，因此可以周而复始地参与这些反应。反应的最终产物Fe2O3和Fe3O4疏松、多孔，其产生的体积膨胀会使保护层混凝土极易剥落。因此，钢筋锈蚀不但减少了构件钢筋的受力面积，导致构件承载能力的降低，而且加快了保护层混凝土的剥落，更进一步增加钢筋的暴露面积。

2.Cl-侵入混凝土的途径

混凝土中Cl-的来源主要有两个：一是混入，如掺入含Cl-外加剂、使用海砂、施工用水含Cl-、在含盐环境中拌制、浇注混凝土等；二是由外部渗入，主要指环境中的Cl-通过混凝土的宏观、微观缺陷渗入到混凝土中，并到达钢筋表面。其中混入主要是施工管理的问题，而渗入现象则是综合全面的技术问题，与混凝土材料的多孔性、密实性、工程质量、钢筋表面混凝土保护层厚度等有关。

3.Cl-侵蚀模型

对于钢筋混凝土构件，Cl-只有通过保护层才能对钢筋起作用。Cl-在混凝土中的渗透状况直接影响到钢筋锈蚀程度。鉴于混凝土材料的复杂性，目前还没有很成熟的理论，因此是当前耐久性研究的热点之一。尽管Cl-的侵蚀是以好几种方式共同作用的，但通常情况下会有一种侵蚀方式占主导地位。如在水下区，渗透和扩散占主导，而在干湿循环区，则毛细管和扩散起主要作用。

4.影响Cl-扩散的因素

影响混凝土中Cl-扩散的主要因素可以分为环境因素、材料因素和结构因素。

（1）环境因素。环境因素主要包括Cl-浓度、温度等。

1）Cl-浓度。Cl-浓度是影响Cl-侵蚀的主要原因之一。对于跨海大桥桥墩，按其与海水接触情况可分为四个区域：大气区、浪溅区、潮差区和水下区。尽管沿海地区空气中含有一定量的Cl-，但与海水中的Cl-含量相比是很小的，要使其表面达到最大Cl-浓度需要相当长的时间。对于水下区，由于一直处在海水浸泡中，即便混凝土空隙全部被海水填满，其浓度也就在3%左右，且由于缺少钢筋锈蚀的氧气，因此不会对耐久性造成很大威胁。而对于浪溅区和潮差区，海水不断地被冲刷到混凝土表面，经过蒸发，水分进入大气中，而盐分却留在了混凝土表面，导致混凝土表面Cl-浓度远大于水下区和大气区。靠着内外Cl-的浓度差，混凝土内部水分不断向表面运输并蒸发，而外部Cl-则不断向内部侵入，大大加快了Cl-侵蚀速度。(www.daowen.com)

2）温度。温度对混凝土耐久性有着双重影响，一方面温度升高使混凝土表面水分蒸发过快，导致表面混凝土孔隙率过大，渗透性增加；另一方面，温度升高可以使内部混凝土的水化速度加快，混凝土的致密性增加。但从长远来看，胶凝材料的水化会逐渐停止，而离子的活动却一直存在，因此温度的提高增加了扩散能力。

（2）材料因素。影响混凝土构件扩散系数的材料因素可以分为水灰比、材料选择及配比、施工及养护等。

1）水灰比。水灰比是反映混凝土密实度的一个重要指标，水灰比的大小反映了混凝土抵抗Cl-侵入的能力，一般认为水灰比与扩散系数有着线性关系。

2）矿物掺合料。由于细度相对较小，添加矿物掺合料如粉煤灰、磨细矿渣以及硅灰等，可以填充混凝土内部的孔隙，改善孔结构，增加密实度，从而增强混凝土的抗侵蚀能力。但由于掺合料参与反应相对较晚，会导致混凝土表面保水能力下降。因此，需对高性能混凝土采取更加严格的养护措施以及适当延长养护龄期才能完全发挥其功能。

3）胶凝材料品种。根据水泥水化反应的快慢，可以将水泥的类型分为快强性及普通水泥。对于大体积混凝土，当水泥水化反应过快时，如无恰当措施，水化热会导致内外温差急剧增大，从而引起温度裂缝，为Cl-的侵蚀增加了通道。

4）骨料的品种、粒径及配比。文献研究认为，可以将混凝土分成三部分，即胶凝材料、骨料及胶凝材料与骨料之间的界面。侵蚀物质可以穿过胶凝材料和界面，但不能通过骨料，因此骨料的粒径与配比对Cl-侵蚀有一定的影响。

（3）施工与养护。

1）振捣。对于混凝土构筑物，施工过程中的振捣是保证混凝土密实性的重要举措之一。振捣充分的混凝土能够排除大部分浇筑时产生的空隙。当振捣不充分时，浇筑过程中产生的气泡无法完全排出，将为Cl-的侵蚀提供通道，因此振捣的方式以及振捣时间的长短对Cl-侵蚀有着很大的影响。

2）养护。良好的养护措施和足够的养护天数既能够有效避免保护层混凝土发生开裂，又能够保证更多的水分参与水化反应而不是蒸发掉，从而降低了保护层混凝土孔隙率。

（4）结构与构造。外部作用会导致构件出现应力和应变，使混凝土内部出现损伤裂缝，降低混凝土的抗侵蚀性能。

1）保护层厚度。足够的保护层厚度是降低Cl-侵蚀最有效的措施。研究表明，厚度每增加一倍，则Cl-侵蚀到达钢筋表面的时间就会增加3倍。但考虑到混凝土的收缩等，保护层厚度不宜太大。

2）钢筋的选用及布置。钢筋的存在不仅能承受结构的外力作用，而且对混凝土的收缩徐变等起着抑制作用。因此合理选择钢筋的种类和直径，对耐久性有一定影响。