迁移型阻锈剂对混凝土钢筋的保护作用

氯离子诱发的钢筋锈蚀是影响混凝土结构耐久性的主要因素之一。利用电化学和表面分析技术研究了有机类表面迁移型阻锈剂在混凝土腐蚀模拟液中对混凝土块及其中钢筋的保护作用。结果表明:新型阻锈剂的缓蚀效率超过80%;加入新型阻锈剂后,钢筋表面平整;涂刷在混凝土表面的复合阻锈剂,能够迁移到混凝土内部,通过物理、化学吸附,在钢筋表面形成一层吸附膜,阻碍了氯离子与钢筋表面的接触,使腐蚀反应速率降低,从而起到了保护钢筋的作用。     

有机钢筋阻锈剂的研究进展

钢筋锈蚀是导致混凝土结构耐久性下降的一个重要因素,添加阻锈剂是高效、简单经济、前景良好的防止或减缓钢筋腐蚀的措施。本文概述了有机钢筋阻锈剂的阻锈机理,有机阻锈剂的研究方法和未来的发展方向。     

混凝土中钢筋腐蚀与钢筋阻锈剂

钢筋腐蚀是影响混凝土结构耐久性的最重要因素。本文综述了混凝土中钢筋的腐蚀机理、钢筋阻锈剂的作用机理,分析了钢筋阻锈剂的发展现状,认为采用钢筋阻锈剂是防治混凝土内钢筋腐蚀的有效、经济、实用的方法。     

增稠剂在模拟混凝土孔溶液中对钢筋锈蚀性能的影响

为研究增稠剂对自密实混凝土中钢筋锈蚀性能的影响，采用体视显微镜、线性极化、电化学阻抗谱和Tafel极化测试方法，研究了3种常用增稠剂聚丙烯酰胺(PAM)、羟丙基甲基纤维素(HPMC)和羟乙基纤维素(HEC)在模拟混凝土孔溶液中对钢筋锈蚀性能的影响。结果表明：PAM、HPMC和HEC可以有效抑制模拟混凝土孔溶液中钢筋的腐蚀，随着增稠剂掺量的增加，钢筋的耐蚀性能增强。3种增稠剂对钢筋电极的阻锈能力按HEC相似文献   

阻锈剂对混凝土钢筋氯盐腐蚀行为的影响

过去对混凝土腐蚀的研究,其腐蚀液与实际的混凝土孔溶液有较大的差异。采用水泥提取液模拟混凝土孔溶液,通过自腐蚀电位、动电位极化和电化学阻抗谱研究了Ca(NO2)2及商用阻锈剂NNMI和NNRI对混凝土中钢筋氯盐腐蚀行为的影响。结果表明:3种阻锈剂均能有效降低钢筋受Cl-腐蚀的风险,减小腐蚀速率,并能不同程度地提高钢筋腐蚀的临界Cl-浓度;Ca(NO2)2为阳极型阻锈剂,当[NO2-]/[Cl-]为0.62～1.47时,阻锈效果最好,高达98.2%,NNMI和NNRI为以抑制阴极反应为主的综合型阻锈剂,在推荐掺量下,当环境中Cl-浓度为0.03 mol/L左右时,阻锈效率分别可达到85.0%和87.1%。因此,应根据腐蚀环境状况,选用不同的阻锈剂。     

氯盐侵蚀和碳化作用下迁移型阻锈剂的阻锈性能

钢筋锈蚀是造成混凝土结构耐久性退化的主要因素,而氯离子侵蚀和碳化作用则是混凝土中钢筋锈蚀的主要诱因。钢筋阻锈剂是一种能阻碍或减缓钢筋锈蚀的化学物质,其种类繁杂,效果参差不一。其中迁移型阻锈剂因其经济性、实用性以及易操作性受到业界的重视。重点综述了氯盐侵蚀和碳化作用下迁移型阻锈剂阻锈性能的国内外研究现状,便于研究人员和工程技术人员在种类繁杂的阻锈剂中挑选合适的阻锈剂及制定试验应用方法,从而进一步推动迁移型阻锈剂在实际工程中的应用。     

新型钢筋阻锈剂的合成及其阻锈性能的研究

合成了一种舍有氨基和菝基的有机阻锈刑，并用硬化砂浆法研究了该阻锈剂在砂浆中含有氯离子的条件下对钢筋锈蚀的抑制作用，同时与常用的亚硝酸盐的阻锈效果进行了比较。结果表明，该新型阻锈剂能够有效地阻止钢筋表面钝化膜的破坏，比亚硝酸盐具有更好的阻锈效果。     

萘系减水剂对硬化水泥浆体及孔隙液中钢筋腐蚀的影响

为了研究外加剂对混凝土中钢筋腐蚀的影响,模拟了混凝土孔隙液及制备了硬化水泥浆体,研究了添加不同含量的萘系减水剂对钢筋腐蚀的影响.结果表明:在模拟混凝土孔隙液中加入萘系减水剂对钢筋腐蚀有轻微的促进作用,当减水剂含量达到一定值时腐蚀增大的趋势就会消失;在硬化水泥浆体中加入萘系减水剂可以减缓钢筋的腐蚀,添加0.5%萘系减水剂阻锈效果最明显,且随着时间的延长,萘系减水剂对硬化水泥浆体中钢筋的阻锈效果增加;加入减水剂增强了硬化水泥浆体的密实性,从而减缓了钢筋的腐蚀.     

钢筋混凝土阻锈剂技术研发进展

防护混凝土钢筋锈蚀的措施有很多种,美国"全寿命经济分析"表明采用钢筋阻锈剂的处理方法具有最优的经济效果。在总结传统和最新阻锈机理的基础上,对有机阻锈剂、绿色天然阻锈剂和迁移型复合阻锈剂的阻锈机理、成分、特点和阻锈率进行了对比分析,提出了未来阻锈剂可能的研发方向。并在比较分析现有阻锈剂阻锈效果测试技术优缺点的基础上,认为准确评定阻锈剂阻锈效果需要综合采用现行标准试验方法与多种电化学测试技术。     

亚硝酸钙对混凝土结构中钢筋氯腐蚀的缓蚀作用

以模拟环境研究钢筋混凝土结构中钢筋阻锈剂，通过圆柱形试样海水部分浸泡试验及立方试样间浸试验，测得了６个月内添加不同浓度的氯化钠及亚硝酸钙的混凝土试样中钢筋自腐蚀电位及腐蚀电流，并用线性极化方法测定了极化电阻，结果表明亚硝酸钙是一种有效的阳极型阻锈剂。     

迁移型阻锈剂在钢筋混凝土中的研究进展

钢筋锈蚀导致混凝土耐久性的降低问题一直受到全世界的广泛关注,迁移型有机阻锈剂可以有效提升混凝土的耐久性,并与混凝土结构有着很好的相容性,且在经济上优于普通掺入型无机阻锈剂。从混凝土工程钢筋锈蚀原因、迁移型阻锈剂的阻锈机理进行分析,进而介绍迁移型阻锈剂的国内外研究情况以及迁移型阻锈剂的性能试验和评价方法,最后就迁移型阻锈剂相关应用的问题进行总结。     

吗啉多元胺对混凝土钢筋的阻锈作用

迁移性阻锈剂对钢筋混凝土中的金属材料有很好的保护作用,国内这方面的研究报道较少.采用动电位极化曲线和电化学阻抗谱研究了吗啉多元胺在模拟混凝土空隙液及混凝土中对钢筋的保护作用.在含有2 000mg/L NaCl的模拟液中,吗啉多元胺可以提高钢筋的抗点蚀能力.吗啉多元胺的加入导致混凝土钢筋的腐蚀电位正移,对钢筋的阴极和阳极电化学过程均有抑制作用,它是一种混合型缓蚀剂.吗啉多元胺能够在混凝土中扩散迁移,在钢筋表面形成吸附膜,阻挡侵蚀性离子对钢筋表面的侵入,抑制钢筋腐蚀电化学反应的进行.     

迁移型阻锈剂用于钢筋锈蚀修复及其存在的问题

钢筋锈蚀已成为导致混凝土结构耐久性不足的一大病害。使用迁移型阻锈剂对正在发生腐蚀的钢筋混凝土结构进行修复防护,是延长其耐久性的有效措施。综述了常用迁移型阻锈剂国内外研究和使用现状及其存在的问题,通过分析归纳各主要迁移型阻锈剂的优点与缺陷及其相关作用原理,提出了关于高效、高性能迁移型阻锈剂设计新的设想,并指出了迁移型阻锈剂使用技术今后的重点研究方向。     

氨基醇阻锈剂对钢筋表面钝化膜性能的影响

氨基醇阻锈剂对钢筋表面钝化膜的影响机理尚不清楚。采用动电位极化曲线、X射线光电子能谱(XPS)和原子力显微镜(AFM)研究了氨基醇阻锈剂对钢筋表面生成的钝化膜的影响。结果表明:添加氨基醇阻锈剂后,钢筋表面钝化膜的抗点蚀能力提高,发生点蚀的临界Cl-浓度由未添加阻锈剂时的0.05~0.06 mol/L提高到0.06~0.07 mol/L;钢筋表面生成的钝化膜均是由Fe的氧化物(Feox)和氢氧化物(Fehydrox)组成,氨基醇阻锈剂提高了钝化膜表面的Fehydrox含量;氨基醇阻锈剂的添加使得钝化膜的表面更加光滑平整。     

海洋环境下混凝土中钢筋锈蚀机理及监测技术概述

2014年我国由于腐蚀产生的损失约为21 278亿元,占国家GDP的3.34%。海洋环境中氯离子渗透至混凝土内部导致钢筋锈蚀是海洋环境下混凝土结构损伤的重要原因。海洋不同腐蚀区域的离子浓度、氧气浓度及海水干湿循环作用时间各不相同,这使得海洋不同腐蚀区域中暴露混凝土的氯离子传输速度和分布规律、钢筋锈蚀产物及锈蚀模式、钢筋锈蚀速率存在显著差异。其中海洋浪溅区和高潮位区域因氧气充足、海水干湿循环作用剧烈及浪溅作用导致钢筋混凝土更易破坏。钢筋锈蚀产物体积是原始体积的2~6倍,持续增加的锈蚀产物将导致混凝土开裂、保护层剥落并进一步加速钢筋锈蚀;考虑钢筋非均匀锈蚀、锈蚀产物填充效应、钢筋及混凝土性能的钢筋混凝土锈胀开裂模型将更加精确。根据海洋不同腐蚀区带特点、钢筋混凝土性能及受荷情况,建立不同腐蚀区域中混凝土的氯离子传输模型,钢筋锈蚀速率模型和混凝土锈胀开裂模型有助于准确预测海洋环境下钢筋混凝土的服役寿命。 通过对混凝土中钢筋锈蚀的检测与监测有助于实时了解混凝土的服役状态。采用线性极化、电化学噪声和电化学阻抗谱等电化学方法可以较好地检测钢筋锈蚀状态、获得混凝土中钢筋的锈蚀速率。基于电化学原理开发的阳极梯和环形电极、基于钢筋锈胀应力测试的光纤监测技术以及基于数字图像技术获得混凝土中钢筋锈蚀应力应变场,有助于实现对混凝土中钢筋锈蚀的监测,并且部分已应用于海洋工程。相比于普通钢筋,锈蚀钢筋的导电率和导磁率均显著降低,采用电磁感应原理开发钢筋锈蚀装置实现了暴露在海水中的普通钢筋和耐蚀钢筋磁通量变化值与钢筋质量损失线性关系的建立。这也为更精确监测混凝土中钢筋锈蚀全过程、实现混凝土中钢筋锈蚀源定位及损伤程度识别提供可能。因此,综合利用氯离子、pH微电极等实现混凝土内部微环境监测,开发先进的钢筋锈蚀监测传感器实现混凝土中钢筋锈蚀源和锈蚀速率监测,通过图像监测技术实现钢筋锈蚀诱导混凝土开裂过程监测。综合上述措施将实现对钢筋混凝土结构腐蚀的全过程监测,并为海洋钢筋混凝土服役寿命预测模型的验证与修正提供依据,同时为海洋环境混凝土的耐久性评估系统提供预警机制。     

亚硝酸钙阻锈剂对钢筋钝化膜的影响

为深入揭示亚硝酸盐阻锈剂提高钢筋混凝土结构耐久性的机理,采用动电位极化技术、X射线光电子能谱(XPS)和原子力显微镜(AFM)研究了亚硝酸钙阻锈剂对钢筋表面生成的钝化膜的影响。动电位极化研究结果表明:未添加阻锈剂时,钢筋发生点蚀的临界氯离子浓度在0.05~0.06 mol/L之间,添加亚硝酸钙阻锈剂后,钢筋发生点蚀的临界浓度增大至0.18~0.20 mol/L,表明亚硝酸钙阻锈剂提高了钢筋表面钝化膜的抗点蚀能力。X射线光电子能谱的研究结果表明:钢筋表面生成的钝化膜的成分均是由铁的氧化物(Fe_(ox))和铁的氢氧化物(Fe_(hydrox))组成,亚硝酸钙阻锈剂降低了钝化膜中Fe_(hydrox)的含量。原子力显微镜的研究结果表明:亚硝酸钙阻锈剂的添加使得钝化膜的表面更加光滑平整。     

实验室模拟酸性土壤中钢材的加速腐蚀

为了获得高效可靠的实验室土壤加速腐蚀方法,以硅藻土为腐蚀介质,加入各种无机盐离子,用H₂SO₄调整溶液pH值,模拟酸性土壤,对Q235钢和907A低合金钢进行实验室加速腐蚀试验。用失重法计算腐蚀速率并统计锈层覆盖率,采用扫描电镜及X射线衍射分析腐蚀产物的结构和成分。对Q235钢在实际土壤和模拟酸性土壤中的腐蚀情况进行了对比,并比较了Q235钢和907A低合金钢的耐土壤腐蚀性。结果表明:Q235钢在2种土壤环境中腐蚀过程类似,锈层形貌类似,同时锈层产物物相一致,成分主要为α-FeOOH,γ-FeOOH,Fe₃O₄,Fe₂O₃;模拟土壤能够很好地模拟真实土壤的腐蚀性,模拟土壤中pH值及盐含量的变化会加速腐蚀,使得模拟酸性土壤具有很好的加速性;模拟的酸性土壤室内加速腐蚀能够很好地区分Q235钢和907A低合金钢的耐土壤腐蚀性能,前者腐蚀速率约为后者的2倍。     

耐候钢表面保护性锈层的形成机理研究

通过挂片试验测试普碳钢和耐候钢的大气腐蚀速率,并分析了挂片表面锈层致密情况变化,测定了锈层的相组成,进一步在实验室合成出与耐候钢表面保护性锈层具有相同相组成的锈蚀产物,测定锈蚀产物膜的离子选择性.结果表明,耐候钢表面自形成保护性锈层是通过阻碍腐蚀性阴离子的进入而起到保护作用,其隔离作用随着锈层中Cr含量的增加而加强.同样Cr含量的锈层对SO42-的隔离作用优于Cl,说明在海洋大气中耐候钢表面较难形成保护性锈层.     

多向式强加电流的钢筋加速腐蚀方法优化研究

强加阳极电流的方法被广泛应用于钢筋的人工加速腐蚀,但串联或并联形式加速腐蚀电路往往由于电流分布的差异导致钢筋腐蚀程度不均匀。为了优化强加阳极电流的钢筋加速腐蚀方法,提出了一种多向式的混合连接电路形式并开展钢筋加速腐蚀试验,对比分析了混合连接、串联、并联3种加速腐蚀模式下,各组钢筋试件的电流情况、腐蚀电位与腐蚀电流密度的变化、腐蚀率以及腐蚀产物情况。结果显示,串联和并联电路形式中钢筋的电流分布存在差异导致钢筋腐蚀程度不一致;混合连接形式中,电流分布均匀且钢筋表面腐蚀程度相近,各钢筋试件锈蚀率接近理论值。通过多向式的混合连接电路可以实现均匀加速腐蚀钢筋或钢筋混凝土构件,有效优化了钢筋加速腐蚀的效果,为加速腐蚀钢筋或钢筋混凝土构件提供了参考。     

基于pushover方法分析的受腐蚀钢筋混凝土柱抗震性能评价

根据先前对受腐蚀钢筋混凝土偏心受压构件低周反复性能的试验研究结果,提出了构件滞回耗能与钢筋锈蚀率的关系,结合先前提出的受腐蚀构件的恢复力骨架曲线的计算模型,采用pushover方法对地震作用下的受腐蚀钢筋混凝土构件的变形性能进行了分析,得到钢筋锈蚀率与结构弹塑性变形的关系。分析结果表明,随着钢筋锈蚀率的增大,钢筋混凝土构件的变形呈非线性增大,地震强度越大,结构变形随钢筋锈蚀率增加的越快。在规定的变形要求下,随钢筋锈蚀率的增大,结构可承受的地震作用呈非线性降低,钢筋锈蚀越严重,构件在相同变形下承受地震作用的能力越弱。