NO_3~-/NO_2~-插层MgAl-LDHs在混凝土模拟孔溶液中的阻锈性能

通过共沉淀法合成硝酸根插层镁铝层状双金属氢氧化物MgAl-NO_3LDHs(简称LDHs-NO_3),以其为主体,由离子交换制备亚硝酸根插层双金属氢氧化物MgAl-NO_2 LDHs(简称LDHs-NO_2).通过对比试验,采用等温吸附法、自腐蚀电位和电化学阻抗谱(EIS)研究所制备的LDHs-NO_3、LDHs-NO_2在混凝土模拟孔溶液中对氯离子的吸附性能及其对钢筋的阻锈作用;采用扫描电镜(SEM)、X射线衍射(XRD)和傅里叶变换红外光谱(FTIR)揭示其阻锈机理.结果表明:LDHs-NO_2的最大氯离子吸附量为2.51 mmol/g,与LDHs-NO_3相差不大,展现出良好的氯离子吸附性能;LDHs-NO_2具有比LDHs-NO_3更好的阻锈效果,可以明显提高钢筋在混凝土模拟孔隙液中的临界氯离子浓度值;LDHs-NO_2良好的阻锈性能源于对氯离子的吸附和阻锈离子NO_2~-的释放,对钢筋产生双重阻锈作用,同时有效阻锈成分NO_2~-逐步释放,可以为钢筋提供长期的保护作用.     

NO3-/NO2-插层MgAl-LDHs在混凝土模拟孔溶液中的阻锈性能研究

通过共沉淀法合成硝酸根插层镁铝层状双金属氢氧化物MgAl-NO3 LDHs(简称LDHs-NO3),以其为主体,由离子交换制备亚硝酸根插层双金属氢氧化物MgAl-NO2 LDHs(简称LDHs-NO2).通过对比试验,采用等温吸附法、自腐蚀电位和电化学阻抗谱(EIS)研究所制备的LDHs-NO3、LDHs-NO2在混凝土模拟孔溶液中对氯离子的吸附性能及其对钢筋的阻锈作用;采用扫描电镜(SEM)、X射线衍射(XRD)和傅里叶变换红外光谱(FTIR)揭示其阻锈机理.结果表明:LDHs-NO2的最大氯离子吸附量为2.51 mmol/g,与LDHs-NO3相差不大,展现出良好的氯离子吸附性能;LDHs-NO2具有比LDHs-NO3更好的阻锈效果,可以明显提高钢筋在混凝土模拟孔隙液中的临界氯离子浓度值;LDHs-NO2良好的阻锈性能源于对氯离子的吸附和阻锈离子NO2-的释放,对钢筋产生双重阻锈作用,同时有效阻锈成分NO2-逐步释放,可以为钢筋提供长期的保护作用.     

阻锈剂种类对珊瑚混凝土中钢筋锈蚀的影响

为了提升珊瑚混凝土结构的耐久性能,本文采用线性极化电阻法和交流阻抗谱法,研究了阻锈剂种类及掺量对珊瑚混凝土中钢筋腐蚀性能的影响。结果表明:随着暴露时间的延长,掺加亚硝酸钙阻锈剂、氨基醇类阻锈剂和不掺加阻锈剂的CAC,其自腐蚀电位、极化电阻和电荷转移电阻均逐渐减小,腐蚀电流密度逐渐增大,说明其腐蚀的倾向逐渐增大。无论是掺入亚硝酸钙阻锈剂还是氨基醇类阻锈剂,对普通钢筋的E_(corr)、R_p和R_(ct)均有不同程度的提高,表明阻锈剂对钢筋锈蚀起到抑制作用,且阻锈效果随着阻锈剂掺量的增加而逐渐增强。此外,随着暴露时间的延长,亚硝酸钙阻锈剂的阻锈效果衰减速率高于氨基醇类阻锈剂。因此,对于海洋岛礁工程中的珊瑚混凝土结构,采用4%氨基醇类阻锈剂有利于降低锈蚀的速率,延长结构服役寿命。     

新型复配阻锈剂的电化学性能研究

添加阻锈剂可以有效防止或减轻钢筋锈蚀,但目前使用的阻锈剂大多含有亚硝酸盐,不仅污染环境而且会使后期稳定性变差,开发高性能、低成本、环保无污染的新型阻锈剂可为钢筋防腐研究的发展提供新的途径。文章通过复配得到一种新型阻锈剂,利用电化学方法研究了加入氯化钠的混凝土模拟液中钢筋的阻锈性能,运用极化曲线和电化学阻抗谱等手段分析了阻锈剂的作用原理,并与钼酸盐和醇类阻锈剂进行对比。结果表明:当新型复配阻锈剂掺量为4wt%时,其对钢筋的阻锈效果最佳;新型复配阻锈剂能同时抑制钢筋表面的阴极和阳极反应,阻锈效果更加稳定;复配得到的新型阻锈剂具有良好的效果。     

混凝土中胺类有机物——胍对钢筋氯盐腐蚀的作用

为了考察胺类有机物在氯盐环境中的阻锈能力,采用动电位极化测量、电化学阻抗谱法(EIS)和弱极化法,结合氯离子浓度、阻锈剂浓度、溶液pH值3个影响因素,研究胺类有机物———胍在有氯盐存在的模拟混凝土孔隙液中对钢筋锈蚀行为的影响和对已锈蚀钢筋的延缓作用.试验研究表明:在模拟混凝土孔隙液的pH值为12.50,且溶液中胍的浓度与氯离子浓度相近时,胍可在钢筋表面形成保护被膜,有效地阻止和延缓了钢筋锈蚀的发生,显著降低了已锈蚀钢筋的锈蚀速率,甚至使其停止锈蚀.在相同浓度下,当模拟混凝土孔隙液的pH值从12.50降至10.50时,胍的阻锈能力下降,表明胍在氯盐环境中有较好的阻锈能力.     

氯盐环境下合金元素对钢筋腐蚀行为的影响

以低合金高强耐蚀钢筋和普通钢筋为试验对象,为模拟海洋飞溅区交替环境,在氯盐环境下进行干、湿周期浸润腐蚀试验。采用扫描电镜(SEM)观察内锈层的表面形貌,采用交流阻抗谱和极化曲线等电化学方法研究合金元素对试验钢筋腐蚀行为的影响机制,采用X射线衍射(XRD)表征锈层结构。结果表明:Cr元素的添加可降低钢筋的自腐蚀电位,促进阳极钝化作用及腐蚀初期内锈层的形成,降低钢筋的平均腐蚀速率,且Cr含量越高,腐蚀初期平均腐蚀速率越低;Mn-Cu协同作用可扩大钢筋钝化范围,使钝化电流密度迅速降低,且使腐蚀中后期的阻抗迅速增大,加快锈层向稳定化锈层α-Fe OOH与Fe3O4发展,缩短稳定性锈层生成时间,降低钢筋腐蚀中后期的腐蚀速率。     

外援型微胶囊自修复材料的研究进展

评述近年国内外数种外援型微胶囊自修复复合材料体系的研究成果,包括双环戊二烯-Grubbs体系、聚二甲基硅氧烷体系、活性溶剂体系、环氧树脂体系和异氰酸酯体系等,比较这些体系微胶囊的设计方法、主要性能和应用范围等.设计外援型微胶囊自修复复合材料,通过胶囊破裂流出囊芯可有效封闭裂纹,达到延长材料服役寿命的效果.指出材料断裂机理与微裂纹的产生及扩展密切相关,断裂行为决定高聚物材料中设计化学体系进行智能修复的过程.开辟了自修复聚合物材料科学研究新方法和工程应用的新途径.展望了微胶囊自修复材料的科研和工程应用前景.     

双向电渗对钢筋混凝土修复效果的试验研究——保护层阻锈剂、氯离子和总碱度的变化规律

为提高氯盐侵蚀环境下钢筋混凝土结构的无损修复效果,对受氯盐侵蚀的钢筋混凝土试件采用双向电渗技术,在排出氯离子的同时向混凝土保护层内引入阻锈剂.为考察该技术的修复效果,采用有机元素分析法和自动电位滴定法,结合电流密度、通电时间、水灰比、初始氯盐掺量4个影响因素,研究混凝土保护层内阻锈剂、氯离子分布的变化情况,并对保护层的总碱度进行测量;同时设置电化学除氯组作为对照.结果表明:双向电渗处理后试件保护层内氯离子含量降低,总碱度提高;通过对各参数的合理控制,阻锈剂迁移至钢筋表面的浓度足以起到较好的阻锈效果.双向电渗的效果随电流密度、通电时间、试件水灰比的增加而提高,而受初始氯盐掺量的影响较小.双向电渗在对混凝土氯离子迁出和总碱度提高的效果方面与电化学除氯有所差异.     

新型喜树碱缓释微胶囊的制备

为了降低喜树碱药物的毒性,提高人体服药后的顺应性.以生物相容性良好的壳聚糖和海藻酸钠为囊壁材料,喜树碱药物微粒为囊芯,采用静电吸引层层纳米自组装技术(LbL法)制备了喜树碱微胶囊.实验结果表明:LbL法制备的微胶囊用激光共聚焦显微镜观察具有明显的核-壳结构;提高了喜树碱在水中的分散性;释放速度可控,不同包裹层数的微胶囊在模拟人体体液环境下(pH7.4)释放速度不同,随着高分子层数增加,药物释放速度降低.这种具有缓控释效果的微胶囊能大大降低病人服药后的不良反应,具有很好的应用前景.     

食品机械中自修复材料齿轮应用及噪声影响

介绍了复合材料的自修复技术及微胶囊自修复原理,提出在食品机械中采用加入微胶囊自修复材料的复合材料齿轮,实现食品机械减重、降噪.通过对新型齿轮复合材料试件摩擦过程中不同温度下的噪声数据分析和对比,探讨了自修复微胶囊对复合材料齿轮振动噪声性能的影响.实验结果表明,自修复微胶囊降低了齿轮的摩擦噪声.     

微胶囊自修复技术及其在聚合物基复合材料中的应用

介绍了微胶囊技术以及微胶囊自修复聚合物材料的自修复机理,阐述了微胶囊自修复技术在聚合物基复合材料损伤自修复过程中的应用,讨论了微胶囊自修复技术的研究成果．     

Resistance to chemical attack of bittern-resisting cement in high-bittern environment

A new kind of bittern-resisting cement （BRC） was introduced. This material is based on the ternary cementitious system of clinker containing C4A3 S phase, high-activity ground granulated blast-furnace slag （GGBFS） and fly ash （FA）. The hydration process and the hydrated products of BRC were studied by means of XRD, TG-DTA and SEM, and the resistance to chemical attack of BRC in high-bittern environment was also examined. The corrosion experiment in seven kinds of brines proved that BRC exhibits an excellent resistance to chemical attack of bittern. The corrosion resistance factors were calculated and all of them were greater than 0.96. It showed that BRC totally controls the cement-based material corrosion in brines from four aspects： （1） making full use of the dominant complementation effect of mineral materials; （2） diminishing the hydrated products easy to be attacked; （3） improving the microstructure of hardened cement mortar; （4） degrading the chemical attack of bittern.     

基于有限元分析的管道腐蚀缺陷生长预测模型

由于服役环境的影响,管线钢表面不可避免的会出现腐蚀缺陷,腐蚀处会产生应力集中,促进裂纹形核。基于有限元方法建立了用于预测腐蚀缺陷形貌发展的应力和电化学多物理场耦合模型。在模型中采用了变形几何和动态网格技术,用以研究X70管线钢在海泥模拟溶液中的应力腐蚀行为和腐蚀形貌随时间发展情况。结果表明,机械⁃电化学效应对应力腐蚀裂纹的形核具有重要作用;较小的腐蚀缺陷宽度使应力集中程度加大,电极电位负移,腐蚀速率增大;随着操作压力增大,腐蚀缺陷底部的管壁出现大面积的高应力集中区域,因腐蚀导致的金属损失面积增大。     

Self-Healing Concrete with Crystalline Admixture——A Review

The scope of the present paper is to understand the effects of crystalline admixture on the selfhealing capacity of the cementitious composites. Previous studies were examined and a conclusion was drawn to the effect that different additives to crystalline admixture tend to improve self-healing of concrete for larger cracks. It is recommended that initial treatment with chemical admixture can stimulate and heal further cracks and it has the better repeatability trend in mixing with the concretes and mechanical recovery is possible even under repetitive preloading. Effective self-healing with chemical admixtures even under open-air exposure, leads to study the importance of a service ability design parameter including the maximum allowable crack width by repeatability analysis as a function of the exposure with the concept of sealable crack width.     

Electrochemical behavior of different shelled microcapsule composite copper coatings

Copper/liquid microcapsule composite coatings with polyvinyl alcohol (PVA), gelatin or methyl cellulose (MC) as shell materials were prepared by electrodeposition. The influence of shell materials on the corrosion resistance of the composite coatings in 0.1 M H2SO4 was investigated by means of electrochemical techniques, scanning electron microscopy (SEM), and energy dispersion spectrometry (EDS). The results show that the participation of microcapsules can enhance the corrosion resistance of the composite ...     

桥梁用混凝土钢筋的防锈复合涂层的工艺优化及性能研究初探

为了提高钢混结构内部配筋的耐久性,在有机防锈涂料中添加了无机纳米添加剂,研制出"有机-无机纳米复合体涂层",利用纳米材料的"自修复"功能和"超延展"行为,实现钢筋表面的有效覆盖,弥补了普通有机涂层由于涂抹不均导致腐蚀加剧的缺陷。经过宏观形貌的目测、局部形貌的显微观测以及电化学检测等手段,分析了纳米复合体涂层钢筋的锈蚀规律,验证了涂有纳米复合体涂层对提高钢筋耐蚀能力的有效性。实验结果表明:使用了纳米复合体涂层的钢筋,具有一定的"自洁净"功能,能有效抵御外界环境中杂质离子的侵蚀。     

放电等离子烧结NdFeB永磁材料的电化学腐蚀行为研究

利用极化曲线和电化学阻抗谱技术研究了放电烧结NdFeB永磁材料在不同电化学环境下的腐蚀行为及其动力学过程．结果表明：在碱性环境中,磁体的电化学反应受表面电荷传递过程的控制,由于磁体表面形成了一层致密的保护膜,磁体表现出明显的钝化特征;在弱酸性环境中,磁体的电化学反应受表面活性物质吸附过程控制,磁体表面的阳极(富Nd相)区域存在电化学反应的活性通道,磁体因此很容易发生电化学腐蚀;与传统烧结磁体相比,放电等离子烧结磁体具有更好的耐蚀性．     

海洋环境下X52管线钢的腐蚀行为研究

海洋环境下的油气管道（X52管线钢）极易受到腐蚀的影响。采用电化学测试技术,并通过观察腐蚀形貌的方法,分析了海洋环境下溶解氧质量浓度、pH、静水压力对X52管线钢腐蚀行为的影响。结果表明,随着环境pH的升高,X52管线钢腐蚀减缓;随着溶解氧质量浓度和静水压力的升高,X52管线钢腐蚀加剧。在不同条件下,X52管线钢的腐蚀行为受阳极活化溶解控制,并且出现局部点蚀现象。     

PVA纤维及尾矿砂掺量对GTCC自愈合性能影响

针对最新开发的绿色韧性水泥基材料的自愈合性能,参考国内外水泥基复合材料的自愈合理论与试验研究,采用强度恢复法对经过预制裂纹处理、自愈合养护至不同龄期的试件进行抗压强度试验并计算其强度恢复率.分析不同纤维体积掺量及尾矿砂替代天然砂比率对该水泥基复合材料自愈合性能的影响规律.结果表明,利用尾矿砂部分替代细骨料可以提高GTCC的自愈合性能.在不影响GTCC抗压强度的前提下,合理使用PVA纤维可以提高材料的自愈合能力.     

X70管线钢在南海环境下的腐蚀行为研究

由于海底环境复杂,海底管线钢经常面临严重的腐蚀风险。通过动电位极化技术和交流阻抗技术,探究了静水压力、溶解氧质量浓度及硫酸盐还原菌（SRB）接种时间对X70管线钢在南海模拟溶液中的电化学腐蚀行为,并结合电子显微镜表征技术分析了腐蚀形貌,阐明了三种环境因素共存条件下对X70钢腐蚀行为的作用机制。结果表明,X70管线钢在接种SRB的实验环境中的自腐蚀电流密度是无菌时的2倍;在0～3.5 MPa的压力下,腐蚀程度先加剧后减缓;SRB和溶解氧共存时,氧的存在抑制兼性厌氧菌SRB的数量,从而起抑制腐蚀的作用。