水泥砂浆与混凝土的特性

  钢在水泥砂浆里处于钝态，可以用图2-2所示的Ⅱ区表示。在这种状态下，加强钢筋能够起到外部阴极物体的作用，它的强度取决于充气状况(见4.3节)。如果引人足够多的氯离子或者砂浆与碳酸盐反应能够生成CO，导致pH值大幅度降低，钢就会失去这样的钝性。那么，坐标就会落在I区里。在强阴极极化作用下，能提高OH-离子的浓度隆低电位，造成可能在Ⅳ区中的腐蚀(见2.4节)

5.3.1 砂桨的腐蚀

与石灰-碳酸平衡的水相比，如果水里含有过量游离二氧化碳，就会侵蚀水泥砂浆这个碳化过程依照下式分两步完成:

                                                                     CaO+CO₂ =====CaCO      (5-22)

最终依照下式发生脱钙过程                                                                     CaCO:+CO₂+H₂О --Ca²+ +2HCO  (5-23)

  在这两个反应中，只有脱钙过程才使砂浆衬里变软、剥离。在参考文献[6]中谈到与此有关的水管用砂浆衬里资料。碳化过程使砂浆变得有点硬化，并且主要对有涂层的钢材有害。土壤里常有石灰溶解的条件，因此两种反应都会发生。只要没有很强的地下水流动，所产生的机械力不足以造成变软砂浆表面的磨损。

CaCO:+CO₂+H₂О --Ca²+ +2HCO:

5.3.2 砂桨中钢的腐蚀

  由于碳化作用和氯离子的渗透，钢将从钝态转变为活化状态，由此可能发生腐蚀。假如砂浆周围都是水，氧在湿砂浆中的扩散速度极低，几乎不会发生式(2-17)那样的阴极反应，所以呈现耐腐蚀状态。为此，污水管采用水泥砂浆衬里，即使砂浆被完全碳化或者被氯离子渗透，它依然保持防腐功能。

阳极极化存在危险(如邻近充气钝态区或者存在氧)，其可能发生在穿过不湿的针孔的气相中。应当明白，刚好在水与空气的界面上方会发生严重腐蚀，不断生长的腐蚀产物

能够破坏砂浆覆盖层。镀锌层有利这一过程的发生，因为牺牲阳极增加了内部电池的形110成[52。在一定时间里，这一防护作用受到镀锌层厚度的限制。因此，只能用绝缘性有机

  涂料作为砂浆中钢的永久性防腐措施。从图 5-13 能够看出水泥砂浆中钟化钢的阴极效力。测量了涂有砂浆的 DN 100 管段与作为阳极的宽16mm的无覆盖层钢环之间的电池电流。可以清楚地看到电池电流立刻下降并且100天后趋近于零。如果把试件取出使砂浆覆盖层充气并用相同成分重复这一实验，就能得到相同结果[51]。

阴极保护可以用于保护混凝土里的钢筋(见第19章)。不必担心砂浆多孔而会发生析氢损坏。在极端条件下，使用波特兰水泥而不是高炉水泥时，观察到由于孔隙度(水灰比=1)和极化作用(U=-0.98V)而发生局部侵蚀，这相当于图2-2所示的Ⅳ区[53]无论如何，实际上并不存在这样的条件。

存在杂散电流时，能够发生阳极极化。在钝化钢上氧依据下式被析出:

                                                                                      2Hz〇-4e---O+4H+                              (5-24)

  阳极生成的酸被碱性砂浆(CaO)中和。那么只有在钢表面上供给的碱被消耗并且钢变成活性时才可能发生腐蚀。只有在某些条件下经过非常长的潜伏期后，才有可能发生这(5-24)一变化过程。显然，在钢筋混凝土基础中，可能的电流密度太小，所以永远不会发生这样的情况。在钢表面已经有明显脱钙的地方，采用薄的外覆盖层时，必须验证腐蚀危险的能性。