钢筋混凝土腐蚀及破坏机理可以分为电化学腐蚀、杂散电流腐蚀、应力腐蚀及氢脆腐蚀，其中电化学腐蚀是最主要的。除受钢筋本身的不均性（如化学组成不同、钝化膜不连续、晶格结构差异、受力程度不同等）影响外，与混凝土本身性能的优劣（密实度等）、破坏情况、外界环境都关系十分密切。如碳化作用引起的PH值降低，还能使氯化铝酸盐（只有在高pH值中才稳定的）中的氯离子释放出来，使得孔隙液中氯离子的浓度增加，加速钢筋的锈蚀。另外混凝土的碳化作用还会使混凝土粉化，从而失去对钢筋的保护作用。钢筋锈蚀生成铁锈，根据最终产物的不同，其体积可膨胀2-7倍。体积膨胀产生的膨胀力若达到混凝土的抗拉强度会使混凝土保护层开裂，给侵蚀性物质提供了或增多了进入混凝土内部的通道。

 

      混凝土性能劣化对钢筋锈蚀的影响，一个是破坏钢筋的钝化膜，钢筋发生锈蚀；另外一个就是产生裂缝，降低结构的刚度，或使水及侵蚀性介质侵入，加速钢筋电化学腐蚀。

 

1、电化学腐蚀

 

      钝化膜被破坏后，由于钢材材质和表面的非均匀性，在钢筋表面出现电位差，在有水和氧气的环境下就会产生电化学腐蚀。电化学腐蚀的电化学反应过程如下：

 

阳极反应为：

 

阴极反应为：

 

       近年来，环境污染越来越严重，一些地区酸雨的PH值为4-5或更低，据统计我国在1998年二氧化硫的排放量达到了2090万吨，覆盖了30%的国土面积。二氧化硫和氧化的SO3对结构的损害与二氧化碳一样，均可使混凝土中性化，反应式如下：

 

（1）混凝土碳化引起的钢筋腐蚀

 

       混凝土碳化的实质是混凝土的中性化，当有二氧化碳和水气侵入混凝土内部，与混凝土中的碱性物质中和，导致混凝土的pH值降低，造成全部或部分钢筋表面钝化膜的破坏。由于钢材材质和表面的非均匀性，在钢筋表面的不同部位总会出现较大的电位差，形成阳极和阴极。因此，在潮湿环境下，由于氧气和水的参与，钢筋就可以发生电化学反应：

 

在阳极的反应为：

 

在阴极的反应为：

 

阳极、阴极生成的铁离子和氢氧根离子结合生成氢氧化铁：

 

      在氧气和水的共同作用下，发生上述电化学反应，是钢筋表面的铁不断失去电子而溶于水，钢筋被逐渐腐蚀，反应生成的氢氧化铁进一步氧化形成铁锈Fe（OH）3·3H2O,铁锈体积膨胀，将引起混凝土开裂。

 

（2）氯离子侵入引起的钢筋腐蚀

 

      氯离子是极强的去钝化剂，氯离子进入混凝土，到达钢筋表面，并吸附于局部钝化膜处时，可使该处的pH值迅速降低，破坏钢筋表面的钝化膜，引起钢筋腐蚀。

 

      氯离子和氢氧根离子争夺腐蚀产生的Fe2+,形成绿锈FeCl2·4H2O,绿锈从钢筋的阳极向含氧量较高的混凝土空隙迁移，分解为Fe（OH）2（褐锈）。褐锈沉积于阳极周围，同时释放出氢离子和氯离子，它们又回到阳极区，使阳极区附近的孔隙液局部酸性，氯离子再带出更多的Fe2+.氯离子虽然不构成腐蚀产物，在腐蚀反应中也不消耗，但腐蚀的中间产物对腐蚀引起催化作用。氯离子侵蚀的电化学反应如下：

 

 

      如果在大面积的钢筋表面具有高浓度的氯离子，则氯离子所引起的腐蚀可能是均匀腐蚀。但是由于混凝土局部缺陷常造成钢筋局部表面氯离子浓度增加，引起港剧局部腐蚀。氯离子对钢筋表面钝化膜的破坏发生在局部，使这些部位露出了铁基体，与钝化膜尚完好的区域形成电位差，大面积钝化膜区域作为大阴极，铁基体作为小阳级形成腐蚀电池。腐蚀电池作用的结果是在钢筋表面产生腐蚀坑。腐蚀坑的存在和进一步发展，加大了钢筋电位差，使腐蚀加速。此外，腐蚀坑相当于一个缺口，在钢筋受拉时，将引起应力分布不均匀，造成应力集中，可能导致钢筋的早期断裂，这种现象称为钢筋的应力腐蚀。应力腐蚀是化学腐蚀和应力复合作用的结果。应力腐蚀主要与腐蚀介质、钢筋的应力水平和钢筋党的材质情况有关，钢筋的强度和应力值对应力腐蚀有重要影响。钢筋的强度越高，其变形性能越差，越容易发生应力腐蚀；钢筋应力越高，应力腐蚀的敏感性越大。因此，应力腐蚀对高强预应力钢筋的危害是很大的。

 

2、杂散电流腐蚀

 

      杂散电流腐蚀是漏电引起的。直流电解系统漏泄到结构上的电流，对钢筋混凝土结构造成的腐蚀破坏，其实质是一种电解作用。

 

3、应力腐蚀

 

      是指高应力状态下的钢筋，受到化学侵蚀后，其截面损失，先形成腐蚀坑，造成应力集中，使钢筋产生裂缝，最终导致钢筋断裂。

 

4、氢脆