不同掺合料对喷射钢纤维混凝土性能的影响

依托某重点工程隧道穹顶支护用高性能喷射混凝土的性能要求,配制了C40喷射钢纤维混凝土,研究了掺合料的种类(粉煤灰、专用掺合料、抗裂剂)对喷射钢纤维混凝土工作性、力学性能和耐久性能的影响。结果表明:掺不同掺合料喷射钢纤维混凝土的坍落度均满足(180±20)mm的要求,表观密度稳定在2530 kg/m3左右,抗压强度均满足设计强度等级要求,耐久性能均较好;另外,与掺粉煤灰的喷射钢纤维混凝土相比,掺专用掺合料或抗裂剂的喷射钢纤维混凝土的保水性和黏聚性均较好,力学性能和耐久性能基本均较优,抗渗等级分别达到了P11和P10,28 d碳化深度均小于12.0 mm。

有机阻锈剂对应力加载HRB400钢筋锈蚀行为的影响

研究了氨基醇有机阻锈剂对应力加载HRB400钢筋在混凝土模拟孔隙液中锈蚀行为的影响,并采用动电位扫描、电化学阻抗谱(EIS)分析了氨基醇有机阻锈剂抑制应力加载HRB400钢筋锈蚀的作用机制.结果表明:随着加载应力的增大,HRB400钢筋锈蚀加重,但氨基醇有机阻锈剂可以作用于应力加载HRB400钢筋表面,增大其吸附层厚度,抑制混凝土模拟孔隙液中Cl-对HRB400钢筋基体的破坏,具备阻锈效果.

混凝土模拟孔溶液中羧酸胺阻锈剂对碳钢的阻锈行为研究

采用电化学阻抗谱测试、动电位极化曲线测试、干湿循环挂片试验,研究了混凝土模拟孔溶液中不同浓度的羧酸胺阻锈剂对碳钢的电化学和阻锈行为。结果表明:羧酸胺阻锈剂可以有效抑制Cl^-对碳钢的腐蚀破坏,起到阻锈作用;随阻锈剂浓度增大,相应的电化学阻抗弧增大,点蚀电位增高,腐蚀电流密度减小,干湿循环挂片锈蚀面积及深度减小,阻锈效率显著提高。

含CO_2-H_2S酸性气田冲刷腐蚀概述

天然气管线的安全服役对国民生产和生活意义重大。近年来,随着对含高浓度CO_2、H_2S等强腐蚀性介质酸性气田的大量开发,输送压力和流速不断提高,通过采用传统脱硫、脱CO_2、缓蚀剂等技术在实际应用中效果有限,导致天然气管线的腐蚀失效情况仍比较严重,尤其是三通、法兰、焊缝等特殊位置。本文通过阐述CO_2-H_2S酸性气田冲刷腐蚀的特征和影响因素,总结了含CO_2-H_2S酸性气田中冲刷腐蚀的研究进展,指出研究天然气高速冲刷与薄液电化学相互作用和腐蚀发生机理对预防天然气管线钢的冲刷腐蚀有较重要的意义。

复合羧酸胺阻锈剂对氯盐侵蚀下钢筋锈蚀的抑制作用

针对由有机阻锈剂、无机钼酸盐和水复合制得的新型复合羧酸胺阻锈剂,通过电化学线性极化测试、电化学阻抗谱测试、动电位极化曲线测试、挂片干湿循环结合形貌、成分分析,研究了混凝土模拟孔溶液中不同浓度复合羧酸胺阻锈剂对钢筋的电化学和阻锈行为。结果表明:随该复合阻锈剂浓度的增大,线性极化电阻增大,腐蚀电流密度降低,钢筋表面膜电阻、电荷转移电阻增大,点蚀电位增高,干湿循环挂片锈蚀面积降低,钢筋耐氯离子腐蚀能力增强,阻锈效率显著提高;同时,该阻锈剂对混凝土的凝结时间和力学性能无不利影响。

荷载与氯离子耦合作用下混凝土耐久性试验方法与装置的研究进展

20世纪20年代初,随着设计理论和施工技术的不断成熟,钢筋混凝土开始被大规模应用于基础建设中。钢筋混凝土兼具钢与混凝土的优点——坚固又耐用,但是人们却低估了环境因素对它的影响并为此付出了巨大的代价,氯离子、碳化、冻融、硫酸盐、化学侵蚀等环境因素均可导致钢筋混凝土的耐久性劣化。其中,氯离子引起的钢筋锈蚀问题最为突出,空气或水中的氯离子可穿透混凝土保护层到达钢筋表面,从而引起钢筋锈蚀。针对这一问题,学者们集中研究了氯离子如何穿透混凝土,并取得了相当丰硕的成果。然而,服役中的钢筋混凝土需时刻承受荷载的作用,复杂的应力状态会引起混凝土材料内部细观结构的变化,从而影响甚至改变氯离子的扩散行为。上述研究忽略了荷载因素,难以应用于实际工程。此外,氯离子扩散行为还与应力在材料内累积的损伤有关。因此,近年来,荷载与氯离子侵蚀耦合的耐久性研究越来越受到重视,且已成为重大工程项目中不可缺少的一部分。针对实际工程中钢筋混凝土的荷载形式,研究人员开发了大量耦合试验方法与装置,较为成熟的有单轴拉伸、单轴压缩、静力弯曲分别与氯离子耦合。但研究人员在运用上述方法时所采用的实验制度不同,导致其结果没有可比性。此外,还有部分研究人员探索了更为复杂的耦合因素(劈裂拉伸、偏心压缩、疲劳弯曲、静力剪切分别与氯离子耦合),复杂耦合因素更符合实际工程状态,也是近年来研究的趋势,但关于它的研究仍处在起步阶段。本文归纳了拉伸、压缩、弯曲、剪切荷载作用下混凝土的抗氯离子侵蚀耐久性试验方法,对存在的问题进行了讨论,并提出了改进建议和进一步的研究方向,以期为制定统一、标准化的耦合耐久性试验方法与装置提供参考。

隧道初支混凝土抗冲刷溶蚀技术评价及作用机理

隧道初支混凝土被钙溶蚀破坏将导致孔隙率增加、强度下降,进而缩短其服役寿命。根据溶蚀计算模型,可以从减少可溶性钙含量、降低孔隙率和降低混凝土基体的水分传输速率等方面来提升混凝土的抗溶蚀性能。采用硬化气泡、X射线衍射、扫描电子显微镜、能谱分析、ICP等方法测试分析分别掺加矿物掺和料(AD)、密实材料(纳米二氧化硅,DM)和疏水材料(有机羧酸酯聚合物,HM)混凝土溶蚀前后的孔隙结构、水化产物、微观形貌和钙离子溶出量等指标。结果表明:矿物掺和料AD可以从降低可溶物Ca(OH)_(2)的含量、细化混凝土孔隙等方面提升混凝土的抗溶蚀性能,溶蚀14 d时混凝土钙离子溶出量较纯水泥组降低10%,但混凝土早期强度偏低,不利于隧道初支混凝土施工;密实材料DM同样具有降低可溶物Ca(OH)_(2)的含量、细化混凝土孔隙等优势,且其早期强度较高,溶蚀14 d时钙离子溶出量较纯水泥组降低22%;疏水材料HM可以从细化混凝土孔隙、降低水分传输速率等方面提升混凝土的抗溶蚀性能,溶蚀14 d时钙离子溶出量较纯水泥组降低30%,且对混凝土强度无不利影响。因此,混凝土的抗溶蚀提升效果顺序为:疏水材料HM>密实材料DM>矿物掺和料AD。

核电安全壳混凝土气密性研究

综述了国内外围绕核电安全壳混凝土气密性的最新研究进展,介绍了国际上常用的混凝土现场气密性测试方法,总结了实际工程混凝土气密性影响因素,探讨了混凝土气密性与其他耐久性参数之间的对应关系,提出了进一步研究的建议。

混凝土模拟孔隙液中咪唑啉衍生物的钢筋阻锈性能与机制

采用2-正庚基-1-胺乙氧基咪唑啉季铵盐(HIS)和2-十一烷基-1-胺乙氧基咪唑啉季铵盐(UIS)2种咪唑啉衍生物,通过线性极化(LPR),电化学阻抗谱(EIS)以及扫描电子显微镜(SEM)研究其在混凝土模拟孔隙液中的阻锈效果。实验结果表明,在混凝土模拟溶液中掺量为0.05~0.40 mmol/L时,2种咪唑啉衍生物对HRB400钢筋均具有良好的阻锈效果,且UIS优于HIS的阻锈效果。

不同热处理态的304和321奥氏体不锈钢在氯化铵环境中的应力腐蚀行为对比研究

目的对比研究原始、固溶和敏化态的304和321奥氏体不锈钢在模拟加氢催化氯化铵环境中的应力腐蚀(SCC)行为及机理。方法将304和321奥氏体不锈钢经过热处理制备成固溶和敏化态试样,采用U形弯试样在模拟加氢催化氯化铵环境中浸泡的应力腐蚀试验方法对其进行研究,通过观察U形弯弧顶的腐蚀形貌和开裂时间,并结合腐蚀及裂纹的SEM照片和电化学测试结果进行分析。结果原始和固溶状态304不锈钢U形弯试样在氯化铵溶液环境中开裂时间为25d左右,断口形貌分别为穿晶断口和沿晶断口;敏化态试样18 d后发生开裂,断口形貌为穿晶和沿晶的混合断口。原始和固溶态321不锈钢U形弯试样在该环境中经过39 d均无应力腐蚀裂纹;敏化试样经30 d后产生宏观开裂。电化学测试结果显示,不同热处理态的304不锈钢在氯化铵溶液中均具有明显的点蚀敏感性,321不锈钢在该环境中耐点蚀和应力腐蚀的能力优于304不锈钢。结论不同状态的304不锈钢在高温氯化铵环境中具有较强的应力腐蚀倾向,特别是敏化态试样;321不锈钢在该环境中的应力腐蚀敏感性相对较小,但敏化处理显著增加了其沿晶应力腐蚀倾向,而固溶态试样具有明显的沿晶腐蚀特征。

复合氨基醇阻锈剂对钢筋耐蚀性能的影响

采用电化学测试、SEM表面分析方法,在3.5%NaCl模拟混凝土孔隙溶液及砂浆干湿循环中,研究了复合氨基醇阻锈剂(AMA)对混凝土中钢筋的耐蚀行为,同时与传统亚硝酸钙阻锈剂(CN)进行对比,分析了2类阻锈剂的作用机理及对混凝土耐久性的影响。结果表明:钢筋的耐腐蚀性随着AMA和CN掺量的增加逐渐增强,AMA和CN掺量为4%时,3.5%NaCl模拟孔隙液中侵蚀96 h后的阻锈效率仍达95.8%和93.2%;AMA以抑制阴极腐蚀为主,CN以抑制阳极腐蚀为主,2种阻锈剂均能显著延长钢筋的起始锈蚀时间,AMA在钝化膜破钝后的抑制效果更优。

盐渍土环境输电线路基础钢筋阻锈技术对比试验研究

针对盐渍土环境下钢筋混凝土阻锈材料,通过对比试验系统分析了无机亚硝酸盐和有机氨基醇两类阻锈剂材料对混凝土抗压强度、模拟液和砂浆中钢筋锈蚀电化学行为的影响,结果表明:相比于无机阻锈剂,有机阻锈剂不仅在模拟液中有效抑制钢筋腐蚀,在干湿交变、高氯盐环境中发生破损时,对钢筋的保护作用更优。

有机羧酸胺阻锈剂在3.5%NaCl饱和Ca(OH)_(2)溶液中对碳钢的阻锈作用

采用干湿循环试验,线性极化(LPR),电化学阻抗谱(EIS)以及扫描电子显微镜(SEM)方法研究有机羧酸胺(ZX)与Ca(NO_(2))_(2)在3.5%NaCl饱和Ca(OH)_(2)溶液中对碳钢的阻锈效果。试验结果表明,在溶液中加入阻锈剂0.2%~1.2%时,有机羧酸胺与Ca(NO_(2))_(2)均有抑制碳钢锈蚀的作用,但在干湿循环试验中Ca(NO_(2))_(2)的阻锈效果与其含量不成比例关系,而ZX与其含量有良好的相关性。此外,在电化学试验中,随着ZX与Ca(NO_(2))_(2)含量的增加,阻锈效果越明显,且在3.5%NaCl饱和Ca(OH)_(2)溶液中ZX的阻锈效果优于Ca(NO_(2))_(2)。

混凝土模拟孔隙液中酰胺有机阻锈剂对Q235阻锈行为研究

采用开路电位(OCP)测试、动电位极化曲线测试、电化学阻抗谱(EIS)测量、挂片干湿循环浸泡试验,研究浸泡时间、酰胺有机阻锈剂浓度对含3.5%NaCl混凝土模拟孔隙液中Q235电化学和锈蚀行为的影响。结果表明:酰胺阻锈剂分子可以吸附在Q235表面,抑制Cl^-对基体的破坏,起到阻锈作用;随酰胺阻锈剂浓度增大,相应的电化学阻抗弧增大,破钝电位增高,腐蚀电流密度减小,干湿循环挂片腐蚀程度减轻,可知Q235表面的酰胺吸附膜更加致密,阻锈效率提高。

柠檬酸钠对碱激发粉煤灰滤液中钢筋的阻锈机制

碱激发粉煤灰是一种兼具低碳与环保优势的建筑材料,具备应用于海洋等氯盐侵蚀环境的潜力。作为一种典型的羧酸盐阻锈剂,柠檬酸钠可进一步保障碱激发粉煤灰中钢筋的耐蚀性。然而,柠檬酸钠对碱激发粉煤灰体系中钢筋的阻锈机制尚未明确。基于此,本研究通过电化学测试、钝化膜表征技术和腐蚀形貌及产物分析方法研究了氯盐侵蚀作用下柠檬酸钠对碱激发粉煤灰滤液中钢筋腐蚀行为的影响,并揭示了其阻锈机制。结果表明:虽然柠檬酸钠会一定程度上影响碱激发粉煤灰体系中钢筋钝化膜的稳定性,但其不仅能与氯离子产生竞争吸附效应,还能在钢筋表面形成吸附膜,从而有效提高钢筋的耐氯盐侵蚀能力。

氯盐干湿循环条件下有机阻锈剂钢筋缓蚀机制研究

针对海洋潮差浪溅环境下钢筋锈蚀风险高的问题,通过试验,分析了有机阻锈剂对氯盐干湿循环环境下混凝土中氯离子扩散及混凝土中钢筋锈蚀行为的影响,结果表明,有机阻锈剂(ZX)可以有效抑制氯盐干湿循环环境下氯离子在混凝土中的扩散,并缓解钢筋锈蚀的快速发展。

Cl^-浓度对316L不锈钢在碱性NaCl/Na_2S溶液中SCC行为的影响

采用动电位极化曲线、EIS、SSRT和U形弯试样浸泡实验研究了Cl^-浓度对316L不锈钢在碱性Na Cl/Na2S溶液中SCC行为的影响。结果表明,316L不锈钢在碱性Na Cl/Na2S环境中表现出一定的应力腐蚀敏感性,Cl^-与S2-对316L不锈钢腐蚀过程存在竞争作用,导致电化学阻抗出现极值。随着Cl^-浓度增大,氢致韧性作用能够在一定程度上增大316L不锈钢的延伸率,降低塑性损失,但对其断裂应力影响不大。

混凝土模拟孔溶液中有机钢筋阻锈剂的加速评价及等效性分析

针对有机钢筋阻锈剂在混凝土模拟液与混凝土中作用效果偏差大的问题,搭建了基于混凝土模拟孔溶液与温湿度可控的钢筋阻锈剂干湿循环加速评价试验箱,研究了4种加速试验制度对钢筋锈蚀的加速效果及试验偏差。结果表明:通过精确控制试验环境参数与优化干湿加速制度,可明显降低钢筋阻锈剂试验结果的偏差,且模拟液与混凝土中钢筋的干湿循环加速试验结果具有较好的相关性。同时,有机阻锈剂咪唑啉、羧酸胺、氨基醇均可有效抑制氯盐干湿循环环境钢筋锈蚀的快速发展。

混凝土模拟孔隙液中呸啶衍生物对钢筋的阻锈性能与机制

制备了1H-呸啶(PED)和2-羟基-1H-呸啶(HPED),并研究了其在混凝土模拟孔隙液中对HRB400钢筋的阻锈作用。采用干湿循环试验、扫描电子显微镜、电化学阻抗谱以及量子化学方法研究其阻锈性能和在钢筋表面的吸附机理。结果表明:当呸啶衍生物浓度为0.12 mmol/L时,其在混凝土模拟孔隙液中对钢筋的阻锈效率均超过80%。此外,2-羟基-1H-呸啶结构中的2位含有羟基基团,所以HPED对钢筋的阻锈效果优于PED。而且,通过吸附等温线研究表明,呸啶衍生物能自发的吸附在金属表面,且吸附过程遵循Langmuir吸附。

不同组织的316L不锈钢在NH_(4)Cl环境下应力腐蚀行为与机理

采用动电位极化曲线、电化学阻抗谱以及U形弯试样浸泡实验研究了不同组织(原始组织、固溶组织与敏化组织)的316L不锈钢在NH_(4)Cl环境下的应力腐蚀开裂(SCC)行为与机理,分析了NH_(4)Cl浓度对不同热处理状态的316L不锈钢应力腐蚀行为和机理的影响。结果表明:不同组织的316L不锈钢在NH_(4)Cl环境中均具有明显的SCC敏感性,原始组织、固溶组织、敏化组织的SCC敏感性依次升高;随着NH_(4)Cl溶液浓度升高,316L不锈钢不同组织的钝化膜稳定性降低,原始组织、固溶组织及敏化组织在NH_(4)Cl环境下,破钝电位依次降低,维钝电流密度依次升高,阻抗值依次减小,钝化膜更加活泼易破坏,饱和NH_(4)Cl浓度下极易发生点蚀导致SCC的萌生。316L不锈钢在NH_(4)Cl环境中的SCC裂纹扩展机制主要为穿晶型阳极溶解机制。