β-甘油磷酸钠对模拟混凝土孔隙液中HRBF500钢筋耐蚀性的影响

为了提高细晶高强钢筋(HRBF500钢筋)的耐蚀性及对应海工混凝土结构的耐久性,在含3.5%NaCl的模拟混凝土孔隙液(SCP溶液)中添加β-甘油磷酸钠(BG),通过动电位极化和交流阻抗谱(EIS)测试研究BG含量对HRBF500钢筋电化学腐蚀行为的影响,通过Mott-Schottky曲线测试研究HRBF500钢筋表面腐蚀产物膜的半导体特性,采用SEM观察钢筋表面的腐蚀形貌,并与普通碳素光圆钢筋(HPB235)作比较。结果发现:BG为阳极型缓蚀剂,有利于钢筋钝化。随着BG含量的增加,HRBF500钢筋的腐蚀电流密度先明显降低后稍有提高,钝化膜的载流子密度减小,阻抗值明显增大。以1.0 g/L BG时的缓蚀效果最佳。不含缓蚀剂时,HPB235钢筋的耐蚀性优于HRBF500钢筋,但1.0 g/L BG缓蚀剂使二者的耐蚀性十分接近。在含氯离子的混凝土环境中,添加合适的缓蚀剂,可以确保HRBF500钢筋的耐久性和安全性,有利于其工程推广应用。

土木工程用螺纹钢表面防护处理及在模拟混凝土孔隙液中的耐蚀性

本研究选取土木工程结构常用的HRB335螺纹钢作为实验基体,磷化处理后接着进行封闭处理以提高螺纹钢在混凝土环境中的耐蚀性。结果表明:磷化膜完全覆盖螺纹钢基体,浸在防锈油中封闭处理对磷化膜的形貌特征和厚度无明显影响,但是能明显提高磷化膜的耐蚀性。浸在硅酸盐溶液中封闭处理使磷化膜的致密性得到改善,化学成分也发生变化,并且耐蚀性明显提高。通过磷化和硅酸盐溶液封闭处理在螺纹钢表面生成一层较致密的磷化膜起到屏蔽腐蚀介质的作用,是提高螺纹钢在混凝土环境中耐蚀性的有效途径。

烯胺阻锈剂对钢筋在模拟碳化混凝土孔隙液中的点蚀抑制

通过电化学噪声(ECN)、电化学阻抗(EIS)及极化曲线研究了四乙烯五胺(TEPA)在碳化模拟混凝土孔隙液中对Q345B碳钢点蚀的抑制机理.结果表明:通过吸附成膜和隔离Cl-离子对钝化膜的侵蚀,TEPA浓度升高导致碳钢点蚀电位正移.低浓度的TEPA会造成亚稳态蚀点形核速率略微增加,但会降低其寿命.随着TEPA浓度增加,噪声电阻上升,而亚稳态蚀点寿命和平均点蚀电量则迅速下降,表明其明显加速了亚稳态蚀点修复,当TEPA浓度达0.10mo·lL-1时,噪声峰消失,基底电流趋于零,蚀点全面钝化.TEPA不仅能抑制Cl-离子引起的亚稳态和稳态蚀点生长,还可吸附于钝化膜表面,抑制膜的均匀溶解.形貌观察表明,亚稳态蚀点主要在稳态蚀点周围形核和生长,并不断为稳态蚀点所吞并,造成碳钢表面蚀坑一般沿平面而不是垂直方式扩展.

模拟混凝土孔隙液中钢筋电化学腐蚀行为及pH值的影响作用

应用极化曲线法和电化学阻抗技术,结合扫描电子显微镜方法,测试钢筋在模拟混凝土孔隙液中的钝化与去钝化行为,以及溶液pH值对钢筋电化学腐蚀行为的影响作用。结果表明,钢筋在pH值为12.50的模拟液中处于钝态,随着溶液pH值的降低,钢筋的耐蚀性下降。钢筋表面去钝化发生腐蚀的临界pH值在11.12～11.05范围内。

用丝束电极研究模拟碳化混凝土孔隙液中缓蚀剂对碳钢局部腐蚀的抑制行为

应用丝束电极(WBE)的电位/电流扫描技术,研究了含Cl-的模拟碳化混凝土孔隙液中,Q345B碳钢局部腐蚀在空间和时间上的发生和发展特征,同时比较了四乙烯五胺(TEPA)和亚硝酸钠缓蚀剂对局部腐蚀抑制能力的差异.结果表明NO-2离子能快速渗透腐蚀产物层,并抑制锈层下的碳钢活性溶解,而乙烯胺由于在锈蚀层内的扩散速率低,初期反而会促进锈层下的局部腐蚀,随着烯胺分子扩散并吸附于锈蚀层/金属界面处,碳钢活性溶解才受到抑制.电化学阻抗谱(EIS)可反映局部腐蚀的萌发,但难以表征缓蚀剂在碳钢表面的不均匀吸附特征.基于丝束电极表面电位/电流分布所提出的局部腐蚀因子(LF),可定量表征腐蚀的不均匀特征以及缓蚀剂对局部腐蚀的修复能力.

固化土孔隙液Ca(OH)_2饱和度对强度的影响

物理力学性质相同的土样掺加等量水泥制备的固化土强度通常有很大差别。通过选取几组物理力学性质相近的典型土样,掺加不同比例的水泥和Ca(OH)2制备成固化土,测定了固化土孔隙液离子浓度和固化土强度。研究表明:由于土样对Ca(OH)2的消耗,可能导致固化土孔隙液中Ca(OH)2不饱和,进而影响了水化硅酸钙的生成量;不同土样对Ca(OH)2消耗量不同,导致在掺加同量水泥时水化物的生成量不同,因此固化土强度不同。土样各种化学性质的影响因素对固化土强度的影响可归结为对孔隙液Ca(OH)2饱和度的影响。对于物理力学性质相近的土样,在满足孔隙液Ca(OH)2饱和的条件下,掺入同量水泥的固化土强度相同。

模拟混凝土孔隙液中D-葡萄糖酸钠复合缓蚀剂对钢筋的阻锈作用

应用电化学技术,结合扫描电子显微镜(SEM)观测,研究D-葡萄糖酸钠、钼酸钠和硫脲三组分复合缓蚀剂对模拟混凝土孔隙液中钢筋腐蚀行为的影响及其阻锈作用.结果表明:在含3.5%(w)NaCl的模拟混凝土孔隙液中,复合缓蚀剂具有协同效应,对钢筋有良好的阻锈作用.当D-葡萄糖酸钠、钼酸钠和硫脲浓度分别为750、250和500mg·L-1时,对钢筋的缓蚀效率可达到94.5%.应用软硬酸碱(HSAB)理论分析缓蚀机理,可认为三组分复合缓蚀剂在钢筋表面共同形成保护膜而阻止钢筋的腐蚀.

钢筋在混凝土模拟孔隙液中腐蚀电化学行为

采用动电位极化曲线法研究了钢筋在混凝土模拟孔隙液中腐蚀电化学行为．结果表明：随着Ｃｌ－离子浓度升高，ＰＨ值下降，腐蚀电流（Ｉｃｏｒｒ）增大，破裂电位（Ｅｎ）降低：致使钢筋表面钝化膜破裂的临界Ｃｌ－离子浓度与孔隙液的ｐＨ值之间存在对数关系．提出了Ｃｌ－和ＯＨ－在钝化膜局部区域上的竞争吸附模型，并解释了实验结果．

钢筋钝化膜在含缓蚀剂的模拟混凝土孔隙液中的电化学特性

应用线性极化法、Mott-Schottky曲线研究了钢筋钝化膜在含有亚硝酸钠和D-葡萄糖酸钠复合缓蚀剂的模拟混凝土孔隙液中的电化学特性。结果表明,复合缓蚀剂的加入,使钢筋在含有氯离子的模拟混凝土孔隙液中耐蚀性提高;在外加亚硝酸钠的模拟混凝土孔隙液中,钢筋钝化膜在一定的电位区间内呈现n型半导体特性并具有单一施主浓度,而D-葡萄糖酸钠加入则增大了施主浓度。此外,钢筋钝化膜的耐蚀性和半导体性质受溶液中氯离子浓度的影响较大,加入一定浓度的氯离子可使钝化膜的施主浓度增大,耐蚀性降低。

复合缓蚀剂对模拟混凝土孔隙液中钢筋的阻锈作用

应用电化学技术和扫描电子显微镜(SEM)等方法,研究了亚硝酸钠和D-葡萄糖酸钠复合缓蚀剂对模拟混凝土孔隙液中钢筋腐蚀行为的影响及其阻锈作用。结果表明,复合缓蚀剂主要起阳极型缓蚀剂作用。含3.5%NaCl,pH值为11.00的模拟液中加入含5g/L亚硝酸钠的复合缓蚀剂后,钢筋的腐蚀电流降低至未加缓蚀剂的1%,缓蚀效率达99%。

水玻璃碱浓度和模数对碱矿渣胶凝材料孔隙液化学组成影响试验研究

利用固液萃取法提取碱矿渣胶凝材料孔隙液,对孔隙液碱度和各离子浓度进行表征,并与硅酸盐水泥进行对比。同时研究了水玻璃碱浓度与模数对碱矿渣胶凝材料孔隙液化学组成的影响。结果表明:碱矿渣胶凝材料孔隙液的pH值较硅酸盐水泥低;孔隙液中的离子以钠为主。碱矿渣胶凝材料孔隙液中钠、硅、硫离子浓度随着水玻璃碱浓度的增加而增加;钙、镁、铝离子浓度则随着水玻璃碱浓度的增加基本呈下降趋势。碱矿渣胶凝材料孔隙液中钠离子和钾离子浓度随着模数的提高先上升后下降,在模数为1.5时达到最大,而钙、镁、铝离子浓度则在水玻璃模数为1.5时达到最低,水玻璃模数对孔隙液中硅、硫离子浓度没有显著的影响。随着水玻璃碱浓度的升高,碱矿渣胶凝材料孔隙液pH值呈上升趋势;随着水玻璃模数的增大,碱矿渣胶凝材料孔隙液pH值基本呈现出先增大后减小的趋势,pH值在水玻璃模数为1.5时达到最大值。

焙烧水滑石对含氯中性化混凝土孔隙液中钢筋腐蚀行为的影响

研究了碳酸根型镁铝水滑石(LDH-MgAl-CO3)焙烧产物(CLDH)在含氯离子的中性化混凝土模拟孔隙液中对钢筋腐蚀行为的影响.极化曲线电位监测以及EIS测试表明,经CLDH处理后的孔隙液中钢筋的极化曲线出现明显的钝化区间,其腐蚀电位较未处理的有一定提高,表面的阻抗也有较大增加.此外,离子浓度分析发现,较未处理时,经CLDH处理后的孔隙液其[Cl-]/[OH-]值降低了4～5个数量级.

混凝土模拟孔隙液中钢筋腐蚀临界氯离子浓度试验研究

钢筋腐蚀的临界氯离子浓度是混凝土耐久性研究的重要参数之一。影响临界氯离子浓度的参数非常多,其中,钢筋表面的电位被认为是反映各参数的综合的控制性因素。采用恒电位方法,考虑pH值的影响,研究了不同电位下混凝土模拟孔隙液中氯离子浓度对钢筋腐蚀状态的影响,并用统计处理的方法得到了不同的pH值和不同控制电位下具有95%保证率的临界氯离子浓度值。试验结果发现:pH值对临界氯离子浓度有比较大的影响,钢筋开始腐蚀时的氯离子浓度均值与模拟液的pH值呈指数关系;钢筋开始腐蚀时的氯离子浓度均值的对数与钢筋电位呈线性关系。

不锈钢在模拟混凝土孔隙液中的腐蚀行为研究

利用动电位扫描和交流阻抗法研究了普通碳钢与不锈钢在模拟混凝土孔隙溶液中的腐蚀行为及其差别,以及Cl-浓度、溶液pH值对腐蚀行为的影响,从而探讨了不锈钢取代碳钢作为混凝土钢筋骨架的可能性.结果表明:即便混凝土碳化导致孔隙液pH值下降后,氯离子对不锈钢的影响仍然较小,钝化膜致密完好,而普通碳钢的耐蚀性明显变差,钝化膜极易被氯离子侵蚀而破坏.

十二烷基肌氨酸钠对模拟混凝土孔隙液中钢筋的缓蚀作用

应用极化曲线法和电化学阻抗技术,考察了十二烷基肌氨酸钠对模拟混凝土孔隙液中钢筋的缓蚀作用。结果表明,十二烷基肌氨酸钠对在含氯离子的模拟混凝土孔隙液中的钢筋有良好的缓蚀效果。极化曲线和电化学阻抗谱的测试结果一致证实十二烷基肌氨酸钠的加入量为100mg/L时,对含0.6mol/LNaCl的模拟混凝土孔隙液中钢筋的缓蚀效果最好。

HRB400钢筋在模拟混凝土孔隙液中的电化学腐蚀行为

采用循环动电位极化技术研究了HRB400钢筋在不同碳化程度和不同Cl-含量的模拟混凝土孔隙液中的电化学腐蚀行为,分析了腐蚀参数的变化规律,并与HPB235钢筋的腐蚀性能作了对比。结果表明,钝化膜破坏前,HRB400钢筋与HPB235钢筋的腐蚀特性相似;钝化膜破坏时HRB400钢筋对碳化和Cl-的腐蚀敏感性大于HPB235钢筋,前者的临界pH值大于后者、临界Cl-含量小于后者;2种钢筋的接触处暴露于较严重腐蚀环境下,HRB400钢筋作为阳极被加速腐蚀,HPB235钢筋作为阴极受到保护。为了确保工程结构的耐久性,在较严重腐蚀环境下建议对HRB400钢筋和HRB235钢筋的接触处进行绝缘处理。

模拟混凝土孔隙液中钢筋腐蚀行为的恒电量法监测

利用恒电量法监测了钢筋在不同ｐＨ 值的模拟混凝土孔隙液中的极化电阻、钝化膜电阻Ｒｐ、Ｒｆ 值，并与电位法监测值进行了比较，结果表明，恒电量法更加准确和更具定量性，适用于钢筋的腐蚀监测。

高掺量粉煤灰混凝土的孔隙液相碱度与护筋性

当混凝土的孔隙液相碱度降低到 11.5以下时 ,钢筋钝化膜遭到破坏。试验表明 ,与普通混凝土相比 ,高掺量粉煤灰混凝土长龄期孔隙液相碱度出现了明显的降低 ,其护筋性更应该重视长龄期孔隙液相碱度。

LDHs对碱激发矿渣模拟孔隙液中钢筋Cl^(-)腐蚀的影响

为揭示硝酸根与亚硝酸根插层镁铝层状双氢氧化物(MgAl-NO_(3)LDHs、MgAl-NO_(2)LDHs)在碱激发矿渣模拟孔隙液中对钢筋Cl^(-)腐蚀的影响,采用等温吸附、自腐蚀电位、电化学阻抗谱、动电位极化方法对比研究了焙烧还原法所制MgAl-NO_(3)LDHs、MgAl-NO_(2)LDHs的Cl^(-)吸附与对钢筋的阻锈性能,并利用X射线衍射(XRD)和傅里叶红外光谱(FTIR)观察了MgAl-NO_(3)LDHs、MgAl-NO_(2)LDHs吸附Cl^(-)前后微结构的变化.结果表明:MgAl-NO_(3)LDHs、MgAl-NO_(2)LDHs在碱激发矿渣模拟孔隙液中的Cl^(-)饱和吸附量分别为31.312、30.878mg/g,与在水泥模拟孔隙液中的Cl^(-)饱和吸附量相比更低,但其pH值降幅较小;MgAl-NO_(3)LDHs在碱激发矿渣模拟孔隙液中对钢筋的缓蚀效率为81.8%,优于在水泥模拟孔隙液中对钢筋的缓蚀效率40.3%,且MgAl-NO_(2)LDHs的缓蚀效率相比MgAl-NO_(3)LDHs更高.不同层间、竞争性阴离子的交换是导致MgAl-NO_(3)LDHs、MgAl-NO_(2)LDHs在不同模拟孔隙液中对钢筋Cl^(-)腐蚀的缓蚀效果优劣的主要原因.

氯离子对碳钢在混凝土孔隙液中腐蚀行为的影响

采用重量法、线性伏安扫描法、弱极化法和SEM,研究C l-对碳钢在模拟混凝土孔隙液(饱和Ca(OH)2溶液)中的腐蚀行为的影响.结果表明,高pH值的混凝土孔隙液能减缓氯离子对碳钢的腐蚀;当pH≥13.6时,在NaC l浓度小于3%的混凝土孔隙液中,碳钢表面因生成钝化膜而不被腐蚀;当pH≤9时,混凝土孔隙液中无论是否存在C l-,碳钢均会被腐蚀;当pH=12.5时,混凝土孔隙液中NaC l浓度小于0.05%,碳钢则不被腐蚀;当混凝土孔隙液中的C l-浓度达到临界氯离子浓度时,碳钢表面的钝化膜开始损坏而被腐蚀,碳钢的腐蚀速度随着C l-浓度的增加而增大.