锈蚀可发生于许多引起锈蚀的介质中,如潮湿的空气、土壤、工业废气等。
钢材的锈蚀大致可分为两类:
1、化学锈蚀:是指钢材表面与周围介质直接发生化学反映而产生的锈蚀。钢材在高温中氧化形成Fe3O4;在常温下氧化形成FeO。
2、电化学锈蚀:建筑钢材在存放和使用中发生的锈蚀主要属这一类。其锈蚀过程如下:
(1)在潮湿的环境中,钢材表面被一层
电解质水膜覆盖,由于表面成分或者受力边形等的不均匀性,使邻近的局部产生电极电位的差别,因而建立许多微电池。
(2)在阳极区,铁被氧化成Fe 离子进入水膜;因为水中溶有来自空气的氧,放在阴极区氧被还原为OHk于;两者结合成为不容于水氢氧化亚铁Fe(OH)2。
(3)进一步氧化,则形成疏松易剥落的红棕色的铁锈氢氧化铁Fe(OH)3。(4)如水膜中有酸的成分,则阴极被还原的将是分离子。由于所形成的氢积存于阴脱产生极化作用,将使锈蚀停止,但水中的溶氧与红结合成水以除去积氢,故锈蚀能继续进行。因为水膜中离于浓度提高。阴极放电快锈蚀进行较快故在工业大气的条件下。钢材较容易锈蚀。
由此可以看出,影响钢材最常见的锈蚀破坏的因素是水和提供溶氧的空气。
在
钢筋混凝土中,引起钢筋锈蚀的原因主要有:
(1)埋于混凝土中的钢筋处于碱性介质中(新浇混凝土PH值约为125或更高),而氧化保护膜也为碱性,故不致锈蚀。但这种保护膜易被
卤素离子、特别是氯离子所破坏,使锈蚀迅速发展。
(2)浇筑混凝土时
水灰比控制不好,游离水过多,水化反应之后,游离水份蒸发,使混凝土表面存在许多细微的小孔,由于
毛细现象,周围水分会沿着毛细小孔向混凝土内部渗透,锈蚀钢筋。
(3)混凝土的密实性决定了钢筋锈蚀的快慢,混凝土越密实,钢筋越不易锈蚀,反之,则钢筋锈蚀较快。(4)由于
混凝土养护不当或
保护层厚度不够以及在荷载作用下混凝土产生的裂缝,也是引起混凝土内部钢筋锈蚀的主要原因。