在水泥水化过程中生成大量的 Ca(OH) 2 ,使混凝土孔隙中充满饱和的 Ca(OH) 2 溶液,其 pH 值大于 12。钢筋在碱性介质中,表面能生成一层稳定致密的氧化物钝化膜,使钢筋难以锈蚀。
但是,当混凝土存在 C1 - 且 C1 - /OH - 的摩尔比大于 0.6 时,即使 pH>12 ,钢筋表面的氧化物钝化膜也可能被破坏而遭受锈蚀,这是由于氯离子在这些条件下可以穿透或活化钢筋表面的氧化物保护膜,从而创造电化学腐蚀的条件。
氯离子穿透或活化氧化物保护膜,会使钢筋各部位的电极电位不同而形成局部电池,发生电化学反应:
Fe+ 2C 1 - → [FeCl 2 ] 2 -
[FeCl 2 ] 2 - - 2e → FeCl 2
FeCl 2 很容易进入溶液并发生电离:FeCl 2 → Fe 2 + + 2Cl -
于是溶液中的 Fe 2 + 和 OH - 结合成 Fe(OH) 2。Fe (OH) 2 又和溶解在水中的氧作用生成 Fe(OH) 3 ,即:
4Fe(OH) 2 +O 2 +2H 2 O → 4Fe(OH) 3
而被腐蚀。而 Cl - 却可以重新在钢筋表面起作用,周而复始地促使铁的阳极氧化过程而自身并不消耗。所以氯离子对钢筋的腐蚀作用一旦发生,就会持续地无休止地进行下去,由此可见其危害性是相当巨大的。
另外,氯离子的存在还能造成钢筋表面的局部酸化,降低 pH 值,从而进一步促进铁的阳极氧化速度;在钢筋内部存在应力或有外界电流作用时,氯离子将加剧应力或电化学腐蚀。
综合上述研究分析结果,氯离子对混凝土中的钢筋有明显的破坏作用,为防患于未然,必须严格限制钢筋混凝土中的氯离子含量,否则,其危害作用将会带来严重后果。但是,当混凝土中的氯离子含量或外界渗入混凝土中的氯离子无法人为控制时,研究和实践证明,在混凝土中掺加阻锈剂是阻止或减缓钢筋锈蚀最经济最简便而有效的措施。