由于鋼筋銹蝕引起鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)物的破壞已經(jīng)成為世界性問題。造成鋼筋銹蝕的主要原因是氯鹽。氯鹽一方面來自混凝土原材料，如拌和水、海砂、防冰鹽、鹽霧及氯鹽 (或含氯鹽) 外加劑等;另一方面來自使用環(huán)境，中國有相當(dāng)多地下含氯鹽環(huán)境，除沿海地區(qū)外，還有鹽堿地、鹽湖地區(qū)及鹽污染的工業(yè)環(huán)境等。氯離子能透過混凝土到達(dá)鋼筋表面，破壞鋼筋表面氧化物鈍化膜而使鋼筋銹蝕。
鐵轉(zhuǎn)化成鐵銹后，伴有體積的增加，其體積可增大到鐵的 6 倍，致使混凝土保護(hù)層隨鋼筋膨脹而開裂、起鼓、剝落，鋼筋完全失去保護(hù)，因此，鋼筋的銹蝕速度會更快，銹蝕使鋼筋斷面受損，降低鋼筋自身的力學(xué)性能，特別對處于高應(yīng)力狀態(tài)下的高強(qiáng)預(yù)應(yīng)力鋼筋，腐蝕敏感性更高，可能發(fā)生突然斷裂和造成事故。
經(jīng)過大量的調(diào)查研究和經(jīng)濟(jì)分析表明，在有氯鹽存在的環(huán)境中建造鋼筋混凝土構(gòu)筑物，宜在混凝土中摻加適量的鋼筋阻銹劑。
1氯離子對鋼筋的銹蝕機(jī)理
在水泥水化過程中生成大量的 Ca(OH) 2 ，使混凝土孔隙中充滿飽和的 Ca(OH) 2 溶液，其 pH 值大于 12。鋼筋在堿性介質(zhì)中，表面能生成一層穩(wěn)定致密的氧化物鈍化膜，使鋼筋難以銹蝕。
但是，當(dāng)混凝土存在 C1 - 且 C1 - /OH - 的摩爾比大于 0.6 時，即使 pH>12 ，鋼筋表面的氧化物鈍化膜也可能被破壞而遭受銹蝕，這是由于氯離子在這些條件下可以穿透或活化鋼筋表面的氧化物保護(hù)膜，從而創(chuàng)造電化學(xué)腐蝕的條件。
氯離子穿透或活化氧化物保護(hù)膜，會使鋼筋各部位的電極電位不同而形成局部電池，發(fā)生電化學(xué)反應(yīng):
Fe+ 2C 1 - → [FeCl 2 ] 2 -
[FeCl 2 ] 2 - - 2e → FeCl 2
FeCl 2 很容易進(jìn)入溶液并發(fā)生電離:FeCl 2 → Fe 2 + + 2Cl -
于是溶液中的 Fe 2 + 和 OH - 結(jié)合成 Fe(OH) 2。Fe (OH) 2 又和溶解在水中的氧作用生成 Fe(OH) 3 ，即:
4Fe(OH) 2 +O 2 +2H 2 O → 4Fe(OH) 3
而被腐蝕。而 Cl - 卻可以重新在鋼筋表面起作用，周而復(fù)始地促使鐵的陽極氧化過程而自身并不消耗。所以氯離子對鋼筋的腐蝕作用一旦發(fā)生，就會持續(xù)地?zé)o休止地進(jìn)行下去，由此可見其危害性是相當(dāng)?shù)摹?br /> 另外，氯離子的存在還能造成鋼筋表面的局部酸化，降低 pH 值，從而進(jìn)一步促進(jìn)鐵的陽極氧化速度;在鋼筋內(nèi)部存在應(yīng)力或有外界電流作用時，氯離子將加劇應(yīng)力或電化學(xué)腐蝕。
綜合上述研究分析結(jié)果，氯離子對混凝土中的鋼筋有明顯的破壞作用，為防患于未然，嚴(yán)格限制鋼筋混凝土中的氯離子含量，否則，其危害作用將會帶來嚴(yán)重后果。但是，當(dāng)混凝土中的氯離子含量或外界滲入混凝土中的氯離子無法人為控制時，研究和實踐證明，在混凝土中摻加阻銹劑是阻止或減緩鋼筋銹蝕經(jīng)濟(jì)簡便而有效的措施。
鋼筋阻銹劑的基本組成及其作用機(jī)理
鋼筋阻銹劑是由分散組分、阻銹組分、防腐組分以及其它功能組分經(jīng)過合理匹配復(fù)合而成。
分散組分
分散組分為引氣型減水劑。減水作用導(dǎo)致水泥漿體絮凝結(jié)構(gòu)成為均勻的分散結(jié)構(gòu)，釋放出游離水，使混凝土拌合物達(dá)到規(guī)定稠度的用水量大大減少，因此硬化混凝土內(nèi)部毛細(xì)孔隙減少，密實度提高，抗?jié)B透能力顯著增強(qiáng)。
由于減水劑能使水泥顆粒充分濕潤，水泥水化充分，水化產(chǎn)物分布均勻，混凝土內(nèi)部結(jié)構(gòu)的連續(xù)性和均勻性增強(qiáng)，孔徑細(xì)化，缺陷減少，從而使氯離子的滲透或擴(kuò)散作用大大減弱，減緩了造成鋼筋銹蝕的可能性。
引氣成分吸附到氣--液界面上以后，表面自由焓降低，即降低了溶液的表面張力，使混凝土拌合物在攪拌過程中極易產(chǎn)生許多微小的封閉氣泡，氣泡直徑和間隔系數(shù)大多在 200μm 以下，從而提高了水泥的保水能力，使混凝土拌合物的泌水性能大為減少。由于氣泡的阻隔，使混凝土拌合物中自由水的蒸發(fā)路線變得曲折、細(xì)小、分散，因而改變了毛細(xì)管的數(shù)量和特性，也使混凝土的抗?jié)B性顯著提高，由于氣泡有較大的彈性變形能力，對由、水結(jié)冰所產(chǎn)生的冰晶應(yīng)力有一定的緩沖作用，因而大幅度提高了混凝土的抗凍融破壞能力，使混凝土內(nèi)部結(jié)構(gòu)遭受損傷的可能性顯著降低，因此可以避免外界氯離子乘虛而入。
阻銹組分
阻銹組分為鈍化劑和氧化物保護(hù)膜修補劑，它能促使鋼筋表面產(chǎn)生一層以 γ-Fe 2 O 3 或 Fe 3 O 4 為主要組成的氧化物鈍化膜，該膜厚度約為 20? ~ 100? ，并修補鋼筋表面的缺陷，使整個鋼筋被一層氧化物鈍化膜所包裹，致密性穩(wěn)定性很好，能阻止氯離子穿透，降低鐵離子的游離速度，從而達(dá)到防銹目的。