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摘要：本文通过对伊拉克复合盐渍土试验发现，在含盐溶液中，钢筋腐蚀布满表面，且随着盐浓度的增加腐蚀受到抑制；在纯水和单盐溶液中，鋼筋的锈蚀产物不同，且随着盐浓度的增大，钢筋质量损失呈下降趋势；氯盐和硫酸盐不同组合的溶液中，其钢筋质量损失过程亦不同，且复合盐渍土中钢筋腐蚀速率慢于单盐渍土。
关键词：复合盐渍土；氯盐；硫酸盐；钢筋
1 概述
伊拉克地区沉积地层中广泛发育着高含硫酸盐、氯盐盐渍土，第四纪土层中单位硫酸根和氯离子含量可以同时达到几千或上万mg/kg（L），这种土层在国内极为罕见，本文将此盐渍土定名为“复合盐渍土”。
盐渍土的腐蚀主要包括氯盐腐蚀和硫酸盐腐蚀，它们是盐渍土中腐蚀的主要盐类。大量研究表明，氯盐是引起钢筋腐蚀的主导因素，研究已较为成熟[1-3]。伊拉克复合盐渍土中不仅含有大量的氯盐，还有很高的硫酸盐，因此，埋置于土体中的钢筋混凝土结构与氯盐和硫酸盐接触紧密，很容易发生锈蚀。研究表明，氯盐和硫酸盐同时存在的情况下，腐蚀动力学则会发生改变[4-5]。
对于氯盐和硫酸盐同时存在的情况下，腐蚀机制尚不清楚。在伊拉克复合盐渍土地区，大量混凝土结构中钢筋锈蚀严重，因此，对复合盐渍土高氯盐和硫酸盐综合作用下对钢筋的腐蚀性研究极其重要。本文根据室内试验研究了盐分浓度及不同盐分反应时间对钢筋锈蚀的影响。
2 试验方法
2.1试验仪器及材料
（1）试验使用Ф16新鲜螺纹钢；
（2）分析天平，精度为0.001；
（3）氯化钠，硫酸钠。
2.2试验方法
（1）将长的钢筋截至10 cm一截左右。用去离子水清洗干净，并用吹风机迅速吹干备用。
（2）配制溶液浓度分别为去离子水、5%NaCl、10%NaCl、15%NaCl、20%NaCl、5%NaCl + 5%Na2SO4、5%NaCl + 10%Na2SO4、10%NaCl + 5%Na2SO4、10%NaCl + 10%Na2SO4、15%NaCl + 5%Na2SO4、15%NaCl + 10%Na2SO4、5%Na2SO4、10%Na2SO4各200 mL，将钢筋放于腐蚀液中浸泡，各两组，其中一组作为平行实验。
（3）将放有钢筋浸泡腐蚀液的烧杯用保鲜膜封口，再放于低温养护箱中调至室温（25 ℃）保存。
（4）将浸泡了5 d、10 d、15 d、20 d、30 d、45d、65 d等的钢筋除锈后放在烘箱中干燥，用分析天平称量钢筋的重量，计算其质量损失比。
（5）利用体式显微镜拍照观察钢筋锈蚀程度，分析腐蝕时间、盐浓度、盐种类与钢筋腐蚀程度（质量减少来判别）的关系。
3 试验结果分析
3.1 盐浓度对钢筋锈蚀的影响
在钢筋腐蚀一段时间后，小心取出，用电吹风将其表面水分吹干，放于体式显微镜下拍照观察，可以很明显的看出来，在纯水中锈层的覆盖是随着钢筋表面的纹路进行的，而在NaCl溶液中，钢筋表面的锈层是全覆盖的，并且随着盐浓度的增加，锈层越来越密实。
定量分析了钢筋随氯盐浓度在不同腐蚀时间下的质量损耗百分比，钢筋的损耗随着氯盐浓度的增加而呈现降低的趋势，尤其是在氯盐浓度从0% → 5% → 10%的变化中，下降的趋势较明显，随着氯盐浓度从15%增加到20%，其腐蚀速率的降低渐渐变得平缓。造成这一现象的原因是因为在纯水中由体式显微镜观察到是钢筋的锈蚀是点蚀的，而在氯盐腐蚀液中（Cl-浓度分别为5%、10%、15%、20%）钢筋的锈蚀是面蚀的，一方面其表层包裹的锈层阻碍了Cl-与钢筋的接触，导致腐蚀速率的下降，另一方面它阻碍了溶解氧向钢筋表面的迁移，使反应的环境呈现出弱氧环境。
通过不同反应的时间下，复合盐溶液中钢筋质量损失比，可知随着复合盐溶液盐浓度的增大，钢筋质量损失比基本呈降低的趋势。当溶液中盐浓度较低时，随着反应时间的加长，钢筋质量损失的速度比高浓度复合盐溶液中的速度要快。钢筋在浓度为5%NaCl+5%Na2SO4、5%NaCl+10%Na2SO4和10%NaCl+5%Na2SO4的腐蚀液中，钢筋的质量损失较快，而在浓度为10%NaCl + 10%Na2SO4、15%NaCl + 5%Na2SO4、15%NaCl + 10%Na2SO4的腐蚀液中速度则较慢
3.2 不同盐类随反应时间对钢筋锈蚀的影响
有研究表明，在钢筋的腐蚀初期，氯盐的腐蚀溶液中如果含有SO2- 4会降低Cl-扩散速率，但在后期又会加速Cl-扩散速率。钢筋在只含Cl-的腐蚀溶液中覆盖层比较厚实，但锈层相对较粗糙，而在只含SO2- 4的腐蚀溶液中锈层薄而细腻，在含有Cl-和SO2- 4的复合腐蚀液中，钢筋表面的锈层有部分颜色加深，锈层较单盐腐蚀而言没有那么密实，锈层比较粗糙。
试验反应的时间内，在不同种类的盐溶液中，钢筋的质量损失都随着反应时间呈上升的趋势，曲线的斜率为钢筋的腐蚀速率，在纯水中，钢筋的腐蚀速率是先比较平缓再快速上升，而在含5%氯离子的盐溶液中，其钢筋锈蚀的拟合曲线是呈曲线上升的。在复合盐腐蚀液中，钢筋的质量损失比随时间的变化是波动的，其拟合曲线也是一个多项式。
在实验条件下，通过对纯水、氯盐、硫酸盐以及复合盐溶液中钢筋质量损失比随时间关系的变化进行拟合，出现了一个规律，在单盐中拟合曲线的多项式最高幂是3次，而在复合盐中最高幂是2次，反映出在实验条件下的腐蚀时间内，复合盐溶液中钢筋的腐蚀速率慢于单盐溶液中，可能是水中盐浓度过高导致水溶液中溶解氧的含量减少，有研究证明水中含盐量与溶解氧是呈负相关的，所以在溶解氧主导的钢筋锈蚀的环境中复合盐溶液的腐蚀速率受到抑制。
4 结论
在纯水中钢筋的锈蚀产物是随着螺纹钢的纹路进行覆盖的，而在盐溶液中它的覆盖方式是在表面形成一种“保护膜”的形式，腐蚀随着盐浓度的增高腐蚀受到抑制。
不同反应的时间下，随着复合盐溶液盐浓度的增大，钢筋质量损失比基本呈降低的趋势。
（3）复合盐溶液中钢筋的腐蚀速率慢于单盐溶液中，可能是由于高浓度复合盐溶液中溶解氧的减少使得腐蚀速率受到抑制。
参考文献：
[1] Adam， N. Chloride Attack of Reinforced Concrete： An Overview [J]. Material and Structures， 1995（28）.
[2] 洪乃丰. 混凝土中氯盐与钢筋腐蚀的几个相关问题[J]. 工业建筑，2003，33（11）.
[3] 杨建森，崔自治. 氯离子对混凝土中钢筋的腐蚀机理与防腐技术[J]. 工业建筑，2002，32（2）.
[4] 陈友治 ， 徐瑛 ， 丁庆军 等. 酸性介质对钢筋混凝土腐蚀机理研究[J]. 武汉理工大学学报 ， 2001 ， 23 （8） ：
[5] 易博，林德源，陈云翔等.Cl-和SO42-对模拟混凝土孔隙液中钢筋腐蚀行为的影响[J]. 腐蚀科学与防护技术，2016，28（2）.
关键词：复合盐渍土；氯盐；硫酸盐；钢筋
1 概述
伊拉克地区沉积地层中广泛发育着高含硫酸盐、氯盐盐渍土，第四纪土层中单位硫酸根和氯离子含量可以同时达到几千或上万mg/kg（L），这种土层在国内极为罕见，本文将此盐渍土定名为“复合盐渍土”。
盐渍土的腐蚀主要包括氯盐腐蚀和硫酸盐腐蚀，它们是盐渍土中腐蚀的主要盐类。大量研究表明，氯盐是引起钢筋腐蚀的主导因素，研究已较为成熟[1-3]。伊拉克复合盐渍土中不仅含有大量的氯盐，还有很高的硫酸盐，因此，埋置于土体中的钢筋混凝土结构与氯盐和硫酸盐接触紧密，很容易发生锈蚀。研究表明，氯盐和硫酸盐同时存在的情况下，腐蚀动力学则会发生改变[4-5]。
对于氯盐和硫酸盐同时存在的情况下，腐蚀机制尚不清楚。在伊拉克复合盐渍土地区，大量混凝土结构中钢筋锈蚀严重，因此，对复合盐渍土高氯盐和硫酸盐综合作用下对钢筋的腐蚀性研究极其重要。本文根据室内试验研究了盐分浓度及不同盐分反应时间对钢筋锈蚀的影响。
2 试验方法
2.1试验仪器及材料
（1）试验使用Ф16新鲜螺纹钢；
（2）分析天平，精度为0.001；
（3）氯化钠，硫酸钠。
2.2试验方法
（1）将长的钢筋截至10 cm一截左右。用去离子水清洗干净，并用吹风机迅速吹干备用。
（2）配制溶液浓度分别为去离子水、5%NaCl、10%NaCl、15%NaCl、20%NaCl、5%NaCl + 5%Na2SO4、5%NaCl + 10%Na2SO4、10%NaCl + 5%Na2SO4、10%NaCl + 10%Na2SO4、15%NaCl + 5%Na2SO4、15%NaCl + 10%Na2SO4、5%Na2SO4、10%Na2SO4各200 mL，将钢筋放于腐蚀液中浸泡，各两组，其中一组作为平行实验。
（3）将放有钢筋浸泡腐蚀液的烧杯用保鲜膜封口，再放于低温养护箱中调至室温（25 ℃）保存。
（4）将浸泡了5 d、10 d、15 d、20 d、30 d、45d、65 d等的钢筋除锈后放在烘箱中干燥，用分析天平称量钢筋的重量，计算其质量损失比。
（5）利用体式显微镜拍照观察钢筋锈蚀程度，分析腐蝕时间、盐浓度、盐种类与钢筋腐蚀程度（质量减少来判别）的关系。
3 试验结果分析
3.1 盐浓度对钢筋锈蚀的影响
在钢筋腐蚀一段时间后，小心取出，用电吹风将其表面水分吹干，放于体式显微镜下拍照观察，可以很明显的看出来，在纯水中锈层的覆盖是随着钢筋表面的纹路进行的，而在NaCl溶液中，钢筋表面的锈层是全覆盖的，并且随着盐浓度的增加，锈层越来越密实。
定量分析了钢筋随氯盐浓度在不同腐蚀时间下的质量损耗百分比，钢筋的损耗随着氯盐浓度的增加而呈现降低的趋势，尤其是在氯盐浓度从0% → 5% → 10%的变化中，下降的趋势较明显，随着氯盐浓度从15%增加到20%，其腐蚀速率的降低渐渐变得平缓。造成这一现象的原因是因为在纯水中由体式显微镜观察到是钢筋的锈蚀是点蚀的，而在氯盐腐蚀液中（Cl-浓度分别为5%、10%、15%、20%）钢筋的锈蚀是面蚀的，一方面其表层包裹的锈层阻碍了Cl-与钢筋的接触，导致腐蚀速率的下降，另一方面它阻碍了溶解氧向钢筋表面的迁移，使反应的环境呈现出弱氧环境。
通过不同反应的时间下，复合盐溶液中钢筋质量损失比，可知随着复合盐溶液盐浓度的增大，钢筋质量损失比基本呈降低的趋势。当溶液中盐浓度较低时，随着反应时间的加长，钢筋质量损失的速度比高浓度复合盐溶液中的速度要快。钢筋在浓度为5%NaCl+5%Na2SO4、5%NaCl+10%Na2SO4和10%NaCl+5%Na2SO4的腐蚀液中，钢筋的质量损失较快，而在浓度为10%NaCl + 10%Na2SO4、15%NaCl + 5%Na2SO4、15%NaCl + 10%Na2SO4的腐蚀液中速度则较慢
3.2 不同盐类随反应时间对钢筋锈蚀的影响
有研究表明，在钢筋的腐蚀初期，氯盐的腐蚀溶液中如果含有SO2- 4会降低Cl-扩散速率，但在后期又会加速Cl-扩散速率。钢筋在只含Cl-的腐蚀溶液中覆盖层比较厚实，但锈层相对较粗糙，而在只含SO2- 4的腐蚀溶液中锈层薄而细腻，在含有Cl-和SO2- 4的复合腐蚀液中，钢筋表面的锈层有部分颜色加深，锈层较单盐腐蚀而言没有那么密实，锈层比较粗糙。
试验反应的时间内，在不同种类的盐溶液中，钢筋的质量损失都随着反应时间呈上升的趋势，曲线的斜率为钢筋的腐蚀速率，在纯水中，钢筋的腐蚀速率是先比较平缓再快速上升，而在含5%氯离子的盐溶液中，其钢筋锈蚀的拟合曲线是呈曲线上升的。在复合盐腐蚀液中，钢筋的质量损失比随时间的变化是波动的，其拟合曲线也是一个多项式。
在实验条件下，通过对纯水、氯盐、硫酸盐以及复合盐溶液中钢筋质量损失比随时间关系的变化进行拟合，出现了一个规律，在单盐中拟合曲线的多项式最高幂是3次，而在复合盐中最高幂是2次，反映出在实验条件下的腐蚀时间内，复合盐溶液中钢筋的腐蚀速率慢于单盐溶液中，可能是水中盐浓度过高导致水溶液中溶解氧的含量减少，有研究证明水中含盐量与溶解氧是呈负相关的，所以在溶解氧主导的钢筋锈蚀的环境中复合盐溶液的腐蚀速率受到抑制。
4 结论
在纯水中钢筋的锈蚀产物是随着螺纹钢的纹路进行覆盖的，而在盐溶液中它的覆盖方式是在表面形成一种“保护膜”的形式，腐蚀随着盐浓度的增高腐蚀受到抑制。
不同反应的时间下，随着复合盐溶液盐浓度的增大，钢筋质量损失比基本呈降低的趋势。
（3）复合盐溶液中钢筋的腐蚀速率慢于单盐溶液中，可能是由于高浓度复合盐溶液中溶解氧的减少使得腐蚀速率受到抑制。
参考文献：
[1] Adam， N. Chloride Attack of Reinforced Concrete： An Overview [J]. Material and Structures， 1995（28）.
[2] 洪乃丰. 混凝土中氯盐与钢筋腐蚀的几个相关问题[J]. 工业建筑，2003，33（11）.
[3] 杨建森，崔自治. 氯离子对混凝土中钢筋的腐蚀机理与防腐技术[J]. 工业建筑，2002，32（2）.
[4] 陈友治 ， 徐瑛 ， 丁庆军 等. 酸性介质对钢筋混凝土腐蚀机理研究[J]. 武汉理工大学学报 ， 2001 ， 23 （8） ：
[5] 易博，林德源，陈云翔等.Cl-和SO42-对模拟混凝土孔隙液中钢筋腐蚀行为的影响[J]. 腐蚀科学与防护技术，2016，28（2）.