1. 课题来源

国家重点研发计划（2017YFB0309904）项目、中国电力工程顾问集团有限公司科技项目（DG1-T02-2017）

2 课题背景

在我国西北地区，由于分布着大量以硫酸盐和氯盐为主的盐渍土，在恶劣的气候条件下，盐渍土的盐类腐蚀和盐结晶膨胀腐蚀非常严重。并具有路用物理力学及化学性质的特殊性，高浓度晶间卤水或者盐渍土壤对混凝土的侵蚀作用异常剧烈。除了环境水中硫酸盐和氯盐对水泥石的强烈化学作用之外，在结构的干湿变化部位，由于叠加了盐类结晶膨胀物理破坏的因素，大大加速了混凝土的破坏进程。因此，盐渍土地区建设时需要对混凝土的防腐性给予高度重视，通过采取相应措施来提高混凝土的耐久性。盐渍土是易溶盐含量大于规定值的土在公路工程中， 一般指地表下10m 内土中易溶盐含量平均大于 0.3% 的土。这类土中含有氯离子、镁离子、钙离子、硫酸根离子、碳酸根离子等侵蚀物， 对钢混结构物造成严重腐蚀， 因此此处的钢混结构物一般在服役期间受到混凝土表层脱落或钢筋锈蚀等现象， 给该地区的经济发展造成了巨大影响， 经济损失也较严重。对于盐渍土环境下混凝土被多种侵蚀性介质的破坏问题一直是研究热点，侵蚀环境中腐蚀性离子对混凝土的腐蚀是一个十分复杂而又缓慢的过程，涉及到物理、化学、力学等多重因素作用，其影响因素多、危害性大，是造成混凝土结构耐久性劣化的主要因素之一．由于环境条件的千差万别，不同侵蚀环境中混凝土结构遭受侵蚀损害的程度与机理不尽相同。 围绕此问题专家学者们展开了多方面的研究。国内外学者对盐渍土环境下钢筋混凝土的研究主要集中在冻融循环、氯盐腐蚀、硫酸盐腐蚀等单一因素作用以及盐蚀、冻融、荷载等双重或多重因素复合作用下的耐久性研究较多。尤其对混凝土的冻融循环破坏机理与氯盐侵蚀破坏的研究较系统透彻， 对西北季冻地区苏打盐碱土环境下钢筋混凝土结构物耐久性的研究较少， 对盐渍土环境下复合腐蚀离子与荷载作用的定量分析或正负作用的成果较少。根据双重或多重腐蚀离子为腐蚀溶液模拟混凝土所处实际工况， 探究钢筋混凝土结构物损伤全过程是今后一时期要研究重点。我国输电线路建设是保障经济发展的关键，西北盐渍土地区广阔，输电线路混凝土结构耐久性保障形势严峻。在冷热交替、强风、强紫外线等环境作用下，表层增强与防护材料会逐渐破坏。此外，盐渍土环境中含有大量的硫酸根离子和氯离子，对混凝土的以及内部的钢筋均有强腐蚀作用，混凝土极易出现开裂、保护层剥落问题，钢筋锈蚀也十分常见。现有的技术尚未给出成套的技术方案用于输电线路的混凝土基础耐久性保障。

3.课题内容

课题系统研究混凝土结构表层防护技术、基体防腐蚀技术以及钢筋阻锈技术，由表及里的解决输电线路在盐渍土环境下的腐蚀破坏问题，提出关键材料的控制指标，形成成套耐久性提升技术方案，为输电线路耐久性设计标准的编写以及相关技术的规范与推广奠定技术基础，指导实际工程应用，并力争在某些方面赶超世界先进水平。试验中通过电化学腐蚀测试和表面分析技术，研究并分析高氯盐环境下混凝土结构中钢筋锈蚀规律以及腐蚀机制。研究超高性能混凝土的界面处理方式和粗糙度对其粘结性能的影响, 探索骨料粒径对超高性能混凝土粘结性能的影响, 探索超高性能混凝土的收缩特性，研究收缩对其界面粘结性能的影响以及收缩指标控制。通过电化学腐蚀测试和表面分析技术，研究并分析高氯盐环境下混凝土结构中钢筋锈蚀规律以及腐蚀机制。针对高氯盐环境下钢筋腐蚀特点，设计并制备适用于高氯盐环境的高效有机阻锈材料；通过不同氯盐浓度、卤水干湿循环等加速钢筋锈蚀试验，评价高效有机阻锈剂的应用效果.针对高氯盐环境下钢筋腐蚀特点，设计并制备适用于高氯盐环境的高效有机阻锈材料；通过不同氯盐浓度、卤水干湿循环等加速钢筋锈蚀试验，评价高效有机阻锈剂的应用效果。结合其他防腐蚀防护措施，提出适用于高氯盐环境下高效有机阻锈剂的应用技术，指导高效有机阻锈剂的工程应用。

3.钢筋混凝土的锈蚀机理

3.1. 钢筋混凝土的碳化作用

由于钢筋混凝土并不是完全密实的，钢筋混凝土在水泥硬化作用后由于氢氧化钙的碱性作用会使钢筋混凝土内部的钢筋表面形成致密均匀的钝化保护膜，避免锈蚀作用的影响。但是由于混凝土不能完全密实，混凝土在空气中的CO2的影响作用下，氢氧化钙会与其发生化学反应生成碳酸钙，进而使混凝土原有的碱性环境逐步减弱，混凝土中保护钢筋钝化膜，最低碱度 PH值不小于11.5，而碳化结果可使混凝土的PH值低于9.0，原有的钝化保护膜被破坏，进而造成钢筋开始锈蚀。水泥中水化产物之一约占10~15％它一方面提高混凝土的碱度，同时也是最不稳定的成分最容易与酸性介质发生中和反应，使混凝土中性化。混凝土中保护钢筋钝化膜，最低碱度PH值不小于11.5，而碳化结果可使混凝土的 PH值低于9.0，因而使钝化膜破坏，钢筋发生锈蚀。

3.2氯离子对钢筋混凝土的锈蚀作用