D01:10.13374/i.issn1001-053x.2002.02.005 第24卷第2期 北京科技大学学报 Vol.24 No.2 2002年4月 Journal of University of Science and Technology Beijing Apr.2002 R降对混凝土中钢筋腐蚀电化学 测量结果的影响 朱敏》何积铨”李成华”郑秋麟》任新广2) 1)北京科技大学材料科学与工程学院，北京市腐蚀、磨蚀与表面技术重点实验室，北京100083 2)中国石油大港石化公司机动管理部，天津300280 摘要介绍了在混凝土介质中进行钢筋腐蚀电化学测量时产生的R降对测量结果的影响， 以及由此可能造成判断上的失误或评估上的错误.通过一种新的混凝土钢筋腐蚀的电化学测 量方法（称为恒电流瞬断法），不仅可以有效的消除混凝土中的R降影响，还可同时消除混凝土 中钢筋表面发生的浓差极化的影响，得到只有电化学极化作用的稳态极化曲线.通过此方法测 量得到的数据，可以仿照“稳态法”来计算电化学步骤的动力学参数. 关键词恒电流瞬断法；R降；钢筋腐蚀：电化学极化：混凝土 分类号TG174.3;TU5021 在用电化学方法测量混凝土中钢筋腐蚀 影响.但是，混凝土介质的电阻非常大，并且参 时，R降的影响是比较容易被忽略的.由于混 比电极与工作电极之间无法靠得很近，R降对 凝土介质的电阻很高，如果不消除R降，就会 测量结果的影响很大，因此必须消除R降的影 导致测量结果的不准确，甚至是较大的偏差，使 响.另外，由于混凝土结构的密实性及各部分的 得由此测量结果计算得到的腐蚀速度(im)值明 不均匀性，钢筋表面电化学反应有可能存在浓 显小于钢筋表面的真实腐蚀速度；而且随着混 差极化，因此在极化测量中还应考虑消除由其 凝土介质电阻的变化，电化学的测量结果也会 带来的对稳态极化测量法的影响.但是，常规的 发生变化1因此，没有考虑R降的测量方法， 电化学测量方法是不能解决上述两个问题的. 若在实际钢筋混凝土结构上进行检测应用，则 本试验在传统的恒定电流法测量技术的基 会导致错误的判断，这是非常危险的.所以，有 础上，与改进了的瞬间断电的阶跃暂态技术相 效地消除R降对混凝土中钢筋腐蚀电化学测 结合，研究设计了一种“恒定电流瞬间断电（阶 量结果的影响，是非常必要的 跃脉冲)法”的测量方法（以下简称为恒电流瞬 断法).它既可有效避免了由于浓差极化给一般 1试验方法 的恒定电流稳态法带来的影响，又可采用瞬间 断电法消除R降对电化学极化的影响. 1.1测量原理与方法 在金属腐蚀的电化学研究中，极化曲线的 在混凝土中，钢筋在通电(，)时测得的极化 作用是能直接反映金属表面电化学腐蚀的状 电位E(以下简称为通电电位)如式(1)，瞬断电位 况，并且能够用来分析计算金属腐蚀速度和估 E4如式(2)： 算使用寿命.在水溶液中由于电阻很小，极化曲 △EuEg-Ex=I,Rs+I,R (1) (2) 线测量中的R降对测量结果的影响较小，只需 △Eo-Ea-Ex=l,Rn 式中，Ex是钢筋的自然腐蚀电位，R是钢筋表面 在测量中将参比电极与工作电极之间的距离尽 量缩小即可，因而对电化学极化测量几乎没有 的极化阻力，R是工作电极与参比电极之间混凝 土的电阻，△E,是第j次通电(U)时测得的包含有 收稿日期2001-1205朱敏男，26岁，硕士 混凝土介质中R降(URs)的钢筋电位极化值.由 ★国家“九五”重点科技攻关项目N0.96-535-02-02)第 卷 第 期 年 月 北 京 科 技 大 学 学 报 加 降对混凝土 中钢筋腐蚀 电化学 测量结果的影响 朱 敏 ” 何积栓 ‘， 李成华 ‘， 郑秋麟 ” 任新广 ” 北京科技大学材料科学 与工程学院 ，北京市腐蚀 、 磨蚀 与表面技术重点实验室 ， 北京 中国石油大港石化公司机动管理部 ， 天津 摘 要 介绍 了在混凝土介质 中进行钢筋腐蚀 电化学测量 时产生 的 降对测量结果 的影 响 ， 以 及由此可 能造成判断上的失误或评估上 的错误 通过一 种新 的混凝土钢筋腐蚀 的电化学测 量方法 称为恒 电流瞬断法 ，不仅可 以有效的消除混凝土 中的 降影 响 ， 还 可 同时消除混凝土 中钢筋表面发生的浓 差极化的影响 ， 得到只有 电化学极化作用的稳态极化曲线 通过此方法测 量得 到的数据 ， 可 以仿照 “ 稳 态法 ” 来计算 电化学 步骤 的动力学参数 关键词 恒电流瞬断法 降 钢筋腐蚀 电化学极化 混凝土 分类号 在用 电化学方法测 量混 凝 土 中钢筋腐蚀 时 ， 降的影 响是 比较容易被忽 略的 由于混 凝土介质 的 电阻很高 ， 如果不 消除 降 ， 就会 导致测 量结果 的不 准确 ，甚 至 是较大 的偏差 ， 使 得 由此测量结果计算得到的腐蚀速度 值 明 显 小 于钢筋表面 的真实腐蚀速度 而且 随着混 凝土介质 电阻 的变化 ， 电化学 的测 量结果 也会 发生 变化 ， 因此 ， 没有考虑 降的测量 方法 ， 若在实际钢筋混凝土 结构上 进 行检测应用 ， 则 会导致错误 的判断 ， 这是非常危险的 所 以 ， 有 效地消除 降对混凝土 中钢筋腐蚀 电化学测 量 结果 的影 响 ， 是 非常必要 的 试验方法 测 原理与方法 在 金属腐蚀 的 电化学研究 中 ， 极 化 曲线 的 作用 是 能直接 反 映金 属 表 面 电化 学 腐蚀 的状 况 ， 并且能够用来分析计算金 属腐蚀速度 和估 算使用 寿命 在水溶液 中由于 电阻很小 ， 极化 曲 线测 量 中的 降对测量结果 的影 响较小 ， 只需 在测量 中将参 比 电极 与工作 电极之间的距离尽 量缩小 即可 ， 因而对 电化学 极 化测 量几 乎没有 收稿 日期 一 一 朱敏 男 ， 岁 ， 硕士 国家 “ 九五 ” 重点科技攻关项 目伽 一 一 一 影 响 但是 ， 混凝土 介质 的 电阻非常大 ， 并且参 比 电极 与工作 电极之 间无法靠得很近 ， 降对 测 量结果 的影 响很大 ， 因此 必须消除 降的影 响 另外 ， 由于混凝土 结构 的密实性及 各部分 的 不 均匀性 ， 钢筋表 面 电化学 反应 有可 能存在 浓 差极化 ， 因 此在极化测 量 中还应考虑 消除 由其 带来 的对稳态极化测 量法 的影 响 但是 ， 常规 的 电化学测量 方法是不 能解决上 述两个 问题 的 本试验在传统 的恒定 电流法 测量 技术的基 础 上 ， 与改进 了的瞬间断电的阶跃暂态技术 ‘ 相 结合 ， 研究设计 了一 种 “ 恒定 电流 瞬间断 电 阶 跃脉冲 法 ” 的测 量方法 以下 简称 为恒 电流 瞬 断法 它 既可 有效避免 了 由于 浓 差极化给一般 的恒定 电流稳态 法带来 的影 响 ， 又 可采用 瞬间 断 电法消除 降对 电化学极化 的影 响 在混凝土 中 ， 钢筋在通 电 石 时测 得 的极化 电位 凡 以下 简称为通 电电位 如式 ，瞬断电位 凡 如式 了、矛 且 、了尹 △五 凡一瓜气 林 △百 ，二百 一瓜 乙 ， 式 中 ，瓜 是钢筋 的 自然 腐蚀 电位 ， 是钢 筋表 面 的极化阻力 ， 是工作电极与参 比电极 之间混凝 土 的 电 阻 ， △五，是鞠次通 电伪 时测 得 的包 含有 混凝土 介质 中 降仗 的钢 筋 电位极 化值 由 DOI ：10．13374／j ．issn1001－053x．2002．02．005