学术问题探讨——钢筋混凝土中钢筋在海洋深水下能生锈吗

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学术问题探讨——钢筋混凝土中钢筋在海洋深水下能生锈吗

一、总结论

钢筋混凝土中钢筋在海洋深水下生锈概率较小；即使生锈，其锈蚀速率较慢。

二、论据

1、钢筋腐蚀机理（2020年博士论文：导电功能型轻骨料的设计制备及其应用于外部阳极砂浆的基础研究）

图1 氯离子腐蚀机理反应式

由上述反应可知，氯离子破坏钢筋钝化膜不需要O₂参与，但是钢筋进一步锈蚀，需要O₂参与。因此，需确定深海中是否有O₂，以及O₂是否会进入到混凝土内部接触钢筋。

2、深海中O₂含量

（百度http://www.my889.com/i/843）

深海中有O₂，最直接证据就是深海中的鱼依然需要O₂才能生存。海洋中溶氧的来源主要有两个途径：一是大气中的氧通过海——气界面交换进入海洋的表层，之后通过水体的扩散作用，将表层富含溶解氧的水体带入深层；二是海洋真光层内进行光合作用的微生物及浮游植物光合作用过程中释放的氧气。通常500～1000米水深处含氧量最低，其上下水层含氧量均较高。

3、O₂有一定概率进入到混凝土内部接触钢筋

（1975年 Nature文章：Mechanism of corrosion protection in reinforced concrete marine structures）

（1）论文提到“少数情况下，完全浸没在海水中的混凝土，其内部钢筋出现锈蚀。此外，已观察到钢筋在浸透海水的混凝土中不发生腐蚀，其特点是具有比钝化电位更高的电极电位，使得金属表面保持钝化”。因此，钢筋混凝土中钢筋在海洋深水下生锈概率较小。同时，满足一定条件（具有比钝化电位更高的电极电位）时，钢筋不发生锈蚀。

图2 论文所提到的语句原文

（2）论文提到“实际上许多钢筋混凝土结构在海水中保持30年以上的耐久性”。这仅在海水中浸泡的钢筋混凝土，并非在深海中。笔者推断，在深海中O₂含量进一步降低，进入钢筋混凝土结构中的O₂更少，其耐久性更长。因此，即使钢筋锈蚀，其锈蚀速率较慢。

图3 论文所提到的语句原文

三、补充说明

以上结论主要根据“1975年 Nature文章：Mechanism of corrosion protection in reinforced concrete marine structures”推断，若文章结论有误，则上述总结论不成立。

撰稿人：

指   导：

王宝民         教   授         大连理工大学