热镀锌层在不同pH值的饱和Ca(OH)2溶液中的腐蚀行为

为了研究混凝土中孔隙液pH值下降时钢筋热镀锌层的腐蚀,模拟了不同pH值(9.0～13.5)饱和Ca(OH)2溶液的混凝土孔隙液,将热镀锌钢筋浸泡15 d,探讨了其在6种不同pH值溶液中的腐蚀行为和热镀锌层表面腐蚀产物.采用电化学测试、SEM、EDS和XRD技术对热镀锌钢筋进行了分析.结果表明:当pH值为9.0～12.0时,锌层表面主要生成ZnO膜,自腐蚀电流密度Jcorr随pH值增大而增大;当pH值为12.0～13.0时,锌层表面生成片状的锌酸钙,Jcorr明显减小;2种情况下Jcorr均接近钢筋钝化临界值0.1μA/cm2,锌层同样可处于钝化状态;当pH值为13.5时,锌层表面不生成保护膜,Jcorr显著增大到1×102μA/cm2.     

饱和Ca(OH)2溶液pH值对热镀锌钢表面锌酸钙覆盖层的影响

采用不同pH值(9.0～12.0)的饱和Ca(OH)2溶液模拟混凝土因碳化而导致pH值降低的混凝土孔隙液,研究在这些溶液中热镀锌钢筋表面锌酸钙覆盖层的变化和锌层的腐蚀行为,并对实验条件下锌酸钙的溶解转化机理进行了讨论.对浸泡30天后各试样的扫描电镜、能谱分析、X射线衍射、塔菲尔极化和电化学阻抗谱分析结果表明:随孔隙液pH降低和浸泡时间增加,锌层上锌酸钙减少而ZnO增加,当pH值为9时,覆盖层可全部转化为ZnO;随着锌酸钙减少和ZnO增加,极化电阻(Rp)、膜层电阻(Rc)、电荷转移电阻(Rct)和扩散阻抗(Ws)均降低,而自腐蚀电流密度icorr增大,但icorr仍接近钢筋钝化临界值10-1μA/cm2.     

pH值对690合金钝化膜电化学性能的影响

核电站中的690合金面临不同的酸碱性工作环境,其表面形成的钝化膜会影响自身的应力腐蚀.以pH值为1.0的H2SO4溶液和pH值为13.6的NaOH溶液模拟了690合金的工作环境,采用动电位极化、电化学阻抗和Mott-Schottky曲线测量方法研究了690合金的钝化行为及钝化膜的电化学性能.结果表明:690合金在H2SO4溶液中具有明显的钝化区间,而在NaoH溶液中则不存在,随扫描电位正移,钝化膜在H2SO4,NaOH溶液中具有明显不同的变化趋势;690合金在NaOH溶液中的阻抗模值较大;690合金在0.1V下形成的钝化膜在H2SO4溶液中的平带电位为0.6 V,在NaOH溶液中的平带电位则为-0.3V.     

未处理钢筋在模拟混凝土孔溶液中的早期电化学性能

在钢筋表面进行了微观结构表征和分析后,采用线性极化法和电化学阻抗谱法对未经处理的钢筋试件在模拟混凝土孔溶液中的早期电化学性能进行了研究。结果表明:电化学方法能较好地表征HRB400型钢筋在混凝土模拟孔溶液中的早期电化学性能,能准确地表征钢筋试件完全钝化时的状态;钢筋试件钝化完全时,钝化膜组成为FeO、Fe(OH)_2、Fe_2O_3和FeOOH等。与预处理过的钢筋的钝化过程不同,钢筋试件的自腐蚀电位在钝化期内的变化过程可以近似用高斯函数来拟合。     

AM355不锈钢在酸性溶液中的腐蚀电化学行为

结合腐蚀形貌,通过极化曲线、交流阻抗谱(EIS)和莫特肖特基(MS)曲线的测定,分析了溶液pH值对AM355不锈钢腐蚀电化学行为的影响。结果表明:随溶液pH值的减小,腐蚀电位正移,腐蚀电流密度增大,致钝电位发生了正移,致钝电流密度、维钝电流密度增大。钝化膜由铬氧化物和铁氧化物组成,酸性增加使得铁氧化物施主浓度增大,钝化膜表面吸附氢离子电荷密度增加。钝化膜的厚度及其电阻随pH值的减小而减小,钝化膜更容易被破坏,酸性达到一定程度,钝化膜局部区域优先腐蚀。溶液pH值减小,AM355在溶液中保持自钝化性能降低,材料的腐蚀速率增加。     

Q235钢在不同Cl-浓度滨海滩涂土壤中的电化学腐蚀行为

过去对金属材料在滨海滩涂土壤中腐蚀行为的研究报道较少.配制了4种Cl-浓度的滨海滩涂土壤模拟溶液,应用极化曲线和电化学交流阻抗(EIS)测试技术,结合腐蚀形貌观察研究了Q235钢在其中的电化学腐蚀行为.结果表明:Q235钢在滨海滩涂土壤模拟液中处于活化溶解状态,没有明显的钝化行为;在20～80 g/LCl-浓度范围内,Q235钢的腐蚀速率随土壤模拟液中Cl-浓度的增加而减小.     

钢筋在混凝土模拟孔溶液及水泥净浆中的腐蚀电化学行为

采用动电位扫描法研究钢筋在混凝土模拟孔溶液中腐蚀电化学行为，获得了不同ｐＨ值和氯离子含量对影响钢筋局部锈蚀的临界关系。采用交流阻抗技术研究了钢筋／混凝土模拟孔溶液和钢筋／水泥净浆体系的界面电化学反应机理及其电化学反应模型。结果表明，在高碱性、低氯离子含量或除氧条件下，钢筋在混凝土中将不发生严重局部腐蚀，钢筋的腐蚀电化学反应主要受扩散传质过程控制。     

X80钢焊接接头在不同pH值土壤中的腐蚀电化学特征

高强度管线钢在油气管道长距离输送应用中埋地管道焊接接头处的腐蚀现象越发明显.为了探究高强度钢焊接接头在不同pH值土壤中的腐蚀行为,利用动电位极化及交流阻抗技术对X80钢焊接接头在库尔勒土壤模拟溶液中的电化学特征进行测定,并结合金相显微镜对其腐蚀形貌进行了观察.结果表明:随着土壤pH值的增大,X80钢焊接接头的腐蚀速率呈现逐渐减小的趋势;当模拟溶液为弱酸性环境时,腐蚀产物膜遭到破坏,加剧了Cl-等腐蚀性离子对金属的腐蚀,试样电极表面腐蚀坑明显;当溶液为碱性环境时,腐蚀产物膜对材料起到一定的保护作用,金属腐蚀受到抑制;当溶液pH值为10.5时,电极表面出现了钝化膜,试样表面腐蚀现象不明显,只有几个微小的腐蚀坑存在.     

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荆的1%,缓蚀效率达99%.     

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.     

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/L NaCl的模拟混凝土孔隙液中钢筋的缓蚀效果最好.     

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.     

氯盐环境中新型合金耐蚀钢筋Cr10Mo1的钝化行为

应用线性极化、电化学阻抗谱与电容电位法等方法对比研究了合金耐蚀钢筋Cr10Mo1和普通碳素钢筋在预含不同浓度(0mol·L~(-1)、0.1mol·L~(-1)、0.3mol·L~(-1)、0.6mol·L~(-1))氯盐的较低碱度(pH=12.5)模拟混凝土孔溶液中的钝化行为,利用XPS方法分析钢筋钝化膜组成结构,分析了氯盐作用下两种钢筋钝化行为变化存在差异的原因,揭示了合金耐蚀钢筋强易钝化机制。结果表明:在各氯盐浓度下,合金耐蚀钢筋均能良好致钝且钝化效果并无较大差距,而普通碳素钢筋随氯盐浓度增大钝化效果显著减弱,当氯盐超过一定浓度则几乎不钝化,甚至发生明显点蚀。Cr氧化物作为合金耐蚀钢筋钝化膜不同于普通碳素钢筋的关键成分,高浓度氯盐作用下仍可保持稳定并维持钝化膜层完整密实,从而使耐蚀钢筋呈现强易致钝特性。     

D-葡萄糖酸钠对模拟混凝土孔隙液中钢筋的缓蚀作用

应用电化学阻抗谱研究D-葡萄糖酸钠对含有氯离子的模拟混凝土孔隙液中钢筋的缓蚀作用,并对其缓蚀机理进行探索.结果表明,0.01mol/L D-葡萄糖酸钠对钢筋具有良好的缓蚀效果,其缓蚀作用主要是通过在钢筋表面和氯离子竞争吸附,最终形成一层吸附膜对钢筋起到保护作用.     

碳钢与镀锌钢在不同气氛混凝土与模拟液中的腐蚀行为

热镀锌被广泛用于钢筋防锈蚀,为探求不同气体氛围以及不同介质环境中镀锌层对钢基体的电化学保护作用的差异,在N_2、饱和CO_2、空气3种气氛下,运用pH值、电位监测、X射线衍射(XRD)等方法分析碳钢和镀锌钢在普通混凝土及模拟混凝土孔隙液中的腐蚀行为。结果表明:在N_2、饱和CO_2、空气3种气氛下混凝土的pH值最终分别为12.50、7.41、10.06,模拟液的pH值最终分别为12.50、6.05、8.05;在N_2气氛下,介质对最终电位影响不大,碳钢和镀锌钢都表现为较稳定的钝化状态;在CO_2气氛下,碳钢和镀锌钢的电位都剧烈下降,模拟液介质中的碳化情况比混凝土中的严重,其中模拟液中碳钢的电位稳定,而镀锌钢的电位在第9~13 d有一段上升,此时镀锌钢的腐蚀产物主要为碳酸锌;在空气气氛下,镀锌钢在2种介质中电位都呈现上升趋势,与碳钢的电位差值逐渐减少,其在混凝土中波动更为剧烈,表面生成的锌酸钙随着溶液pH值的降低同时存在溶解与生成现象。     

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。     

氯离子对钢筋腐蚀机理的影响及其研究进展

氯化物的侵入是引起混凝土中钢筋腐蚀的最主要原因之一,氯离子能破坏钢筋表面钝化膜而引起钢筋局部腐蚀,对腐蚀过程具有催化作用.但只有混凝土中氯离子的浓度达到一定的临界值后,钢筋才会发生腐蚀.由于影响因素多,至今难以确定统一的氯离子浓度临界值.着重阐述了钢筋腐蚀行为和氯离子的去钝化机理、混凝土中氯离子的来源和保护钢筋的措施及其研究进展.     

On the corrosion risk presented by chloride bound in concrete

In previous work the influence of the solid phases of cement hydration on the pore solution chemistry during corrosion initiation has been discussed. It was noted that, because a fall in local pH is necessary for stable pits to develop on the passive steel, much of the chloride bound in concrete may participate in the process of corrosion initiation. At least two phases in hydrated ordinary Portland cement (OPC) will release such bound chloride before the pH falls to 11. In this work, these studies have been extended to include OPC blended with 10% calcium aluminate cement (CAC) and sulphate resisting Portland cement (SRPC). Evidence of a third phase that releases bound chloride was uncovered. Once again the data confirms that most of the bound chloride will be released by a relatively small reduction in pH. The release of chloride at such a high pH value compared to that required to sustain passive film breakdown suggests that the corrosion risk presented by bound chloride may be very similar to that presented by free chloride in concrete.