水泥砂漿與混凝土的特性

  鋼在水泥砂漿里處于鈍態，可以用圖2-2所示的Ⅱ區表示。在這種狀態下，加強鋼筋能夠起到外部陰極物體的作用，它的強度取決于充氣狀況(見4.3節)。如果引人足夠多的氯離子或者砂漿與碳酸鹽反應能夠生成CO，導致pH值大幅度降低，鋼就會失去這樣的鈍性。那么，坐標就會落在I區里。在強陰極極化作用下，能提高OH-離子的濃度隆低電位，造成可能在Ⅳ區中的腐蝕(見2.4節)

5.3.1 砂槳的腐蝕

與石灰-碳酸平衡的水相比，如果水里含有過量游離二氧化碳，就會侵蝕水泥砂漿這個碳化過程依照下式分兩步完成:

                                                                     CaO+CO? =====CaCO      (5-22)

最終依照下式發生脫鈣過程                                                                     CaCO:+CO?+H?О --Ca2+ +2HCO  (5-23)

  在這兩個反應中，只有脫鈣過程才使砂漿襯里變軟、剝離。在參考文獻[6]中談到與此有關的水管用砂漿襯里資料。碳化過程使砂漿變得有點硬化，并且主要對有涂層的鋼材有害。土壤里常有石灰溶解的條件，因此兩種反應都會發生。只要沒有很強的地下水流動，所產生的機械力不足以造成變軟砂漿表面的磨損。

CaCO:+CO?+H?О --Ca2+ +2HCO:

5.3.2 砂槳中鋼的腐蝕

  由于碳化作用和氯離子的滲透，鋼將從鈍態轉變為活化狀態，由此可能發生腐蝕。假如砂漿周圍都是水，氧在濕砂漿中的擴散速度極低，幾乎不會發生式(2-17)那樣的陰極反應，所以呈現耐腐蝕狀態。為此，污水管采用水泥砂漿襯里，即使砂漿被完全碳化或者被氯離子滲透，它依然保持防腐功能。

陽極極化存在危險(如鄰近充氣鈍態區或者存在氧)，其可能發生在穿過不濕的針孔的氣相中。應當明白，剛好在水與空氣的界面上方會發生嚴重腐蝕，不斷生長的腐蝕產物

能夠破壞砂漿覆蓋層。鍍鋅層有利這一過程的發生，因為犧牲陽極增加了內部電池的形110成[52。在一定時間里，這一防護作用受到鍍鋅層厚度的限制。因此，只能用絕緣性有機

  涂料作為砂漿中鋼的永久性防腐措施。從圖 5-13 能夠看出水泥砂漿中鐘化鋼的陰極效力。測量了涂有砂漿的 DN 100 管段與作為陽極的寬16mm的無覆蓋層鋼環之間的電池電流?？梢郧宄乜吹诫姵仉娏髁⒖滔陆挡⑶?00天后趨近于零。如果把試件取出使砂漿覆蓋層充氣并用相同成分重復這一實驗，就能得到相同結果[51]。

陰極保護可以用于保護混凝土里的鋼筋(見第19章)。不必擔心砂漿多孔而會發生析氫損壞。在極端條件下，使用波特蘭水泥而不是高爐水泥時，觀察到由于孔隙度(水灰比=1)和極化作用(U=-0.98V)而發生局部侵蝕，這相當于圖2-2所示的Ⅳ區[53]無論如何，實際上并不存在這樣的條件。

存在雜散電流時，能夠發生陽極極化。在鈍化鋼上氧依據下式被析出:

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

  陽極生成的酸被堿性砂漿(CaO)中和。那么只有在鋼表面上供給的堿被消耗并且鋼變成活性時才可能發生腐蝕。只有在某些條件下經過非常長的潛伏期后，才有可能發生這(5-24)一變化過程。顯然，在鋼筋混凝土基礎中，可能的電流密度太小，所以永遠不會發生這樣的情況。在鋼表面已經有明顯脫鈣的地方，采用薄的外覆蓋層時，必須驗證腐蝕危險的能性。