合金耐蚀钢筋锈层组成结构特征及其腐蚀阻滞作用研究进展评述

doi:10.11902/1005.4537.2026.196

中国腐蚀与防护学报 DOI: 10.11902/1005.4537.2026.196

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张骏卿, 艾志勇, 廖启宸, 黄余亮, 郭晓钧, 宋丹

南昌航空大学民航与交通学院,
江西省交投养护科技集团有限公司公路桥梁与隧道结构江西省重点实验室,
东南大学江苏省土木工程材料重点实验室,
河海大学力学与材料学院,

A Review of Rust-layer Composition, Structure and Corrosion-inhibition Effect of Alloy Corrosion-resistant Steels

, ,

引用本文:

张骏卿, 艾志勇, 廖启宸, 黄余亮, 郭晓钧, 宋丹. 合金耐蚀钢筋锈层组成结构特征及其腐蚀阻滞作用研究进展评述[J]. 中国腐蚀与防护学报, 10.11902/1005.4537.2026.196.

全文: PDF(1227 KB)

摘要: 钢筋锈蚀是氯盐环境下混凝土结构耐久性退化的主要原因。合金耐蚀钢筋通过Cr、Ni、Mo、Cu、Sn等耐蚀元素调控基体组织、钝化膜层和锈层组成结构，表现出“连续”耐蚀能力。本文围绕合金耐蚀钢筋锈层组成结构特征及其腐蚀阻滞效应，综述了合金耐蚀钢筋钝化膜形成与脱钝机制、锈层内外分层特征、锈层组成结构演变及其对腐蚀扩展的影响作用。研究表明，合金耐蚀钢筋锈层保护性主要来源于内锈层致密化、合金元素（Cr/Mo/Ni等）富集、致密稳定产物（α-FeOOH、FeCr₂O₄、Cr₂O₃和NiFe₂O₄等）生成、侵蚀介质（Cl⁻和O₂等）传输受阻及腐蚀电化学反应抑制。腐蚀后期，合金耐蚀钢筋腐蚀速率渐趋低伏（数倍低于普通碳素钢筋），体现出明显的腐蚀扩展自阻抑特性。理清合金耐蚀钢筋锈层组成结构与腐蚀扩展阻滞之间的关系，有助于突破仅以临界Cl⁻浓度或初期腐蚀速率评价其耐蚀性能的局限，可为合金耐蚀钢筋材料设计、混凝土结构长期服役寿命预测及耐久性提升提供理论依据。关键词：合金耐蚀钢筋；锈层；分层结构；腐蚀扩展；氯盐侵蚀；腐蚀阻滞

关键词 ：合金耐蚀钢筋, 锈层, 分层结构, 腐蚀扩展, 氯盐侵蚀, 腐蚀阻滞

Abstract：Corrosion of reinforcing steel is one of the main causes of durability deterioration in concrete structures exposed to chloride-bearing environments. Alloy corrosion-resistant reinforcing bars exhibit sustained corrosion resistance by regulating the substrate microstructure, passive film and rust-layer composition through the addition of corrosion-resistant alloying elements such as Cr, Ni, Mo, Cu and Sn. This review focuses on the composition and structural characteristics of rust layers formed on alloy corrosion-resistant reinforcing bars and their corrosion-inhibition effects. The formation and breakdown mechanisms of passive films, the inner/outer layered characteristics of rust layers, the evolution of rust-layer composition and structure, and their influence on corrosion propagation are systematically summarized. Existing studies indicate that the protective effect of rust layers mainly originates from densification of the inner rust layer, enrichment of alloying elements such as Cr, Mo and Ni, formation of dense and stable products such as α-FeOOH, FeCr₂O₄, Cr₂O₃ and NiFe₂O₄, suppression of aggressive-medium transport including Cl⁻ and O₂, and inhibition of corrosion electrochemical reactions. In the later stage of corrosion, the corrosion rate of alloy corrosion-resistant reinforcing bars gradually decreases and remains at a low level, several times lower than that of ordinary carbon steel bars, showing a distinct self-inhibiting effect on corrosion propagation. Clarifying the relationship between rust-layer composition/structure and corrosion-propagation inhibition is helpful for overcoming the limitation of evaluating corrosion resistance only by critical chloride concentration or initial corrosion rate, and can provide a theoretical basis for material design, long-term service-life prediction and durability improvement of concrete structures reinforced with alloy corrosion-resistant bars.

Key words： Alloy corrosion-resistant steel Rust layer Layered structure Corrosion propagation Chloride attack Corrosion inhibition

收稿日期: 2026-07-06

基金资助:国家自然科学基金项目(51908257, 52278255); 江西省自然科学基金项目(20202BAB214023); 江西省“双千计划”创新领军人才长期项目(jxsq2023101099); 南昌航空大学博士启动基金项目(EA202211255); 江苏省土木工程材料重点实验室开放课题基金项目(CM2018-06)

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