混凝土结构内部腐蚀监测：当温度升高时，腐蚀速率和电阻率如何联动变化？

监测方案

· 数据来源：东南大学某课题组的混凝土长期暴露试验

· 监测周期：2026年4月2日 00:00 至 2026年9月7日 13:00，总时长：158.54天（约5.3个月）

有效样本总量：3728组

· 监测参数：钢筋腐蚀速率、混凝土电阻率、内部温度

· 数据采集与传输：仪器按设定的时间间隔自动采集并存储数据，所有测量结果均保存在非易失性存储器中，测试结束后通过 CST610 上传至云端。

· 数据解析：对监测期间的腐蚀监测数据进行分析，并结合各项数据之间的关系推测数据变化的原因。各项参数随时间变化的曲线如下图所示：

图1. 腐蚀速率变化曲线

图2. 混凝土电阻率变化曲线

图3. 温度变化曲线

在整个监测周期内，数据统计结果如表1所示：

表1. 腐蚀监测数据统计表

（1）腐蚀速率总体水平评估

监测期间，钢筋腐蚀速率平均值为3.289×10^-3mm/a，处于中等偏上水平。提示结构内部钢筋已发生较为活跃的电化学腐蚀过程，需引起关注。

（2）混凝土电阻率与腐蚀倾向

混凝土电阻率平均值为1018 Ω·cm，整体处于较低区间。根据电化学腐蚀原理，混凝土电阻率越低，孔隙液中离子迁移能力越强，钢筋发生电化学腐蚀的倾向越高。该数值提示测试期间混凝土内部始终具备较高的腐蚀风险条件。

（3）温度的季节性跃升与腐蚀速率的同步响应

监测期间，温度从春季的约18℃逐步上升至夏季的34℃以上，温差达16℃，涵盖了典型的季节性温度变化范围，为分析温度对腐蚀过程的影响提供了充足的数据跨度。

对比腐蚀速率与温度变化曲线可见，二者呈现明显的同步上升趋势。随着环境温度升高，混凝土内部电化学反应速率加快，阳极铁溶解过程和阴极氧还原过程均获得热力学促进，这是导致夏季腐蚀速率高于春季的主要物理化学机制。

（4）腐蚀速率-电阻率联动分析

监测数据显示，当混凝土电阻率下降时，腐蚀速率往往相应升高。这一现象可从电化学机理上得到合理解释：低电阻率意味着混凝土孔隙液具有较高的离子导电性，腐蚀电流更易在钢筋表面阳极区与阴极区之间流通，从而加剧腐蚀进程。

本案例充分说明，单一参数难以全面反映混凝土结构的腐蚀状况。仅凭腐蚀速率的值，无法判断其变化究竟是温度驱动、湿度变化还是Cl⁻侵入所致；而将腐蚀速率、电阻率、温度三个参数协同分析后，可以较为清晰地识别出：本监测周期内，温度的季节性上升是驱动腐蚀速率增大的主导因素，而电阻率的波动则起到了协同调节作用。

仪器主要技术指标一览

传统方式痛点：人工巡检或短期电化学测试，难以捕捉腐蚀参数随环境（温度、湿度）的长期动态演变规律，数据离散且缺乏连续性。

CST710监测方案对策：一体式预埋设计，实现长达5个月以上的连续、原位监测，3728组有效数据完整呈现了腐蚀速率随季节变化的完整过程，为耐久性评估和寿命预测提供了可靠的数据基础。

· 重要建筑结构：如超高层建筑、大型公共建筑的基础及关键承重构件。

· 桥梁与隧道工程：尤其是处于除冰盐环境或近海地区的混凝土结构。

· 海工混凝土结构：码头、平台等受氯离子侵蚀严重区域。

· 长期暴露试验与科研课题：为耐久性设计理论验证和寿命预测模型开发提供高精度原位数据。