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作者：王艳;吴杰;张少辉;牛荻涛;
单位：西安建筑科技大学材料科学与工程学院;绿色建筑全国重点实验室,西安建筑科技大学;西安建筑科技大学土木工程学院;
摘要：高地热环境隧道衬砌混凝土中温度、孔溶液pH值、侵蚀离子的共同作用引发钢筋锈蚀。通过模拟混凝土孔隙液，研究了环境温度(20℃和60℃)、孔溶液pH值(12.55、12.15、11.75)和侵蚀离子种类(Cl~–、SO_4~(2–)和Cl~–、SO_4~(2–)复合)共同作用下，钢筋开始锈蚀的临界离子浓度及其锈蚀行为。结果表明：氯盐侵蚀时，温度为60℃、pH值为12.55的饱和混凝土模拟液中，钢筋锈蚀的临界氯离子浓度为0.04～0.06 mol/L；当pH值降低到12.15和11.75时，钝化膜稳定性下降，临界氯离子浓度降低到0.03～0.05 mol/L和0.02～0.04 mol/L。硫酸盐侵蚀钢筋的锈蚀诱导期更长，温度为60℃、pH值为12.55、12.15时，钢筋锈蚀的硫酸根浓度阈值相差不大，在0.06～0.08 mol/L之间；当p H值降低到11.75时，硫酸根离子浓度阈值为0.05～0.08 mol/L。硫酸盐与模拟孔溶液中Ca(OH)_2的反应生成石膏，其覆盖在钢筋表面对钢筋锈蚀有延缓作用，因此温度与pH值对SO_4~(2–)引起的锈蚀浓度阈值影响较小。Cl~–、SO_4~(2–)复合作用下，SO_4~(2–)会排斥吸附在电极表面的Cl~–，并与Ca~(2+)反应生成CaSO_4，覆盖在钢筋表面使钝化膜致密，延缓了钢筋锈蚀速度。pH值为12.55、12.15时，SO_4~(2–)分别达到0.03 mol/L和0.04 mol/L时对Cl~–引起的钢筋腐蚀具有缓蚀作用，然而当pH值为11.75时，SO_4~(2–)对Cl~–引起的钢筋腐蚀无缓蚀作用。
关键词：高地热环境;钢筋锈蚀;高温;孔溶液pH值;氯盐–硫酸盐侵蚀
基金资助：国家优秀青年科学基金(52222806); 陕西省杰出青年科学基金(2022JC-20); 国家自然科学基金(52078413)
