建筑工程用钢筋的腐蚀行为和腐蚀机理研究

研究了普通裸钢筋、镀锌钢筋、环氧涂层钢筋和新型复合涂层钢筋的腐蚀行为及其作用机理。结果表明,裸钢筋在混凝土中的腐蚀速度较高,镀锌钢筋比裸钢筋有较高的耐蚀性。复合涂层钢筋和环氧涂层钢筋均可对钢筋基体提供良好的保护。     

碳化混凝土再碱化的研究

    对已碳化混凝土定期检测混凝土砂浆试块中钢筋的自然腐蚀电位和极化曲线,并根据极化曲线判断再碱化效果研究了电化学再碱化的相关问题.结果表明,单纯碳化作用只能使钢筋周围混凝土的pH值降低,导致钢筋表面的钝化膜遭到破坏,但是并不加速钢筋的腐蚀速度;电化学再碱化处理能使碳化混凝土中的钢筋自然电位回复到碳化以前水平,使活化钢筋重新处于钝化状态;再碱化处理之后要弛豫一段时间才可进行钢筋电化学性能的检测.     

A572Gr.65钢在不同土壤模拟液中的腐蚀动力学

采用电化学工作站、SEM、XRD等技术研究了A572Gr.65钢在pH4～10之间的土壤模拟液中的腐蚀行为,探讨了酸性和碱性溶液对A572Gr.65钢耐蚀性能的影响。结果表明:随着pH增大,A572Gr.65钢的极化电阻随之增加,且自腐蚀电位正移,自腐蚀电流密度减小,在碱性溶液中A572Gr.65钢表现出最佳的耐蚀性能。当溶液为酸性时,腐蚀产物主要为γ-FeOOH。高浓度的H+会促进感抗弧的产生,使A572Gr.65钢表面的钝化膜遭到破坏,并且H+在反应过程中会生成氢气,造成腐蚀产物的疏松,在此过程中阴极的析氢反应为整个过程的限制性环节;当pH为中性或碱性时,OH-会促进γ-FeOOH向更加致密的Fe3O4和α-FeOOH转化,致密的腐蚀产物会阻碍侵蚀性离子和溶解氧的扩散,从而保护基体。此时金属表面腐蚀活性点的形成以及阳极的溶解速度为整个过程的限制性环节。     

碳化对模拟混凝土孔溶液中HRB335钢腐蚀行为的影响

应用电化学阻抗谱、循环伏安与动电位极化等方法研究了碳化后模拟混凝土孔溶液pH值的变化对钢筋腐蚀电化学行为的影响.结果表明,随着pH值的下降钢筋表面钝化膜的稳定性与耐蚀性不同程度地降低.当模拟液pH值为12.5与11.5时,钝化膜的稳定性处于因pH值降低导致的钝化膜溶解与表面沉积物CaCO3或含钙氧化物CaFe2O4等耐...     

建筑用钢在碳化混凝土孔溶液中的腐蚀行为研究

制备了碳化作用下不同pH值的混凝土孔溶液,研究了建筑用HRB335钢的腐蚀性能。结果表明,在pH值较低时(pH=10.0),钢表面形成均匀的腐蚀产物。随着pH值的升高(pH=10.5或11.5),钢表面形成局域腐蚀产物。当溶液pH值达到12.5时,含钙氧化铁和CaCO3沉积膜附着在材料钝化膜表面,提高了钢的耐蚀性。     

氯离子环境下混凝土钢筋的锈蚀过程

通过模拟氯离子环境下混凝土中钢筋所处的锈蚀环境,并以周期浸泡腐蚀试验加速钢筋的锈蚀,采用腐蚀失重和腐蚀过程pH值监控方法研究了氯离子环境下钢筋锈蚀的规律.结果表明,随CI-浓度提高,钢筋周期浸泡腐蚀速率总体呈现先增加后降低的规律.随着pH值的降低,钢筋腐蚀经过钝化区、破钝化区和活化区.在破钝化区(pH=12.3～11)...     

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.     

电化学方法研究环氧涂层/基体在3.5%NaCl溶液中的腐蚀行为

采用电化学方法研究了两种常用涂层-环氧沥青涂层和环氧铝粉涂层在3.5%NaCl溶液中的腐蚀行为.腐蚀电位-时间结果表明,两种涂层的自腐蚀电位都比基体的更正,都能起到屏蔽作用保护基体,浸泡中电位向负方向移动说明活化腐蚀过程在继续.电化学阻抗结果表明,腐蚀介质能够较快的渗入涂层到达界面,使涂层的屏蔽作用降低,生成的腐蚀产物可在一定程度上抑制腐蚀的发展.并提出了两种涂层的等效电路模型,对阻抗结果进行了拟合.表明在浸泡初期涂层电阻随浸泡时间延长迅速降低,随后趋于稳定.指出电化学方法能获得与涂层性能有关的定量数据,非常适合于研究涂层/基体的性能.     

Cr对耐蚀钢筋在混凝土模拟液中耐蚀机理的影响

研究了Cr对低合金耐蚀钢筋在饱和Ca(OH)_2混凝土模拟液中耐蚀性能的影响机制,为低合金耐蚀钢筋的研发提供理论上的依据。周期浸润腐蚀及循环动电位极化等实验表明,含Cr耐蚀钢筋的腐蚀敏感性及腐蚀速率远低于HRB400钢筋,其耐蚀机理主要表现为:Cr的添加改变了耐蚀钢筋的显微组织,形成大量细小且均匀分布的粒状贝氏体;Cr的添加改变了钢筋表面钝化膜的组成,使得含Cr耐蚀钢筋在混凝土模拟孔隙液中的点蚀电位更高,钝化膜更稳定;含Cr耐蚀钢筋的腐蚀产物中α-FeOOH的含量高于HRB400,进一步改善了钢筋耐蚀性。     

重碳酸盐溶液中SO_4~(2-)和Cl~-对低碳钢活化/钝化腐蚀行为的影响

在除O_2的0.1 mol/L NaHCO_3,0.1 mol/L NaHCO_3+0.1 mol/L Na_2SO_4以及0.1 mol/L NaHCO_3+0.1 mol/L NaCl溶液中,用恒电位法在低碳钢电极表面制备腐蚀产物,并原位监测低碳钢的开路电位,用SEM观察腐蚀形貌,用XRD确定腐蚀产物的相组成.结果表明.在0.1 mol/L NaHCO_3溶液中,低碳钢的开路电位最终处于再钝化区间,其表面未观察到明显的腐蚀现象;在0.1 mol/L NaHCO_3+0.1 mol/L Na_2SO4溶液中,低碳钢的开路电位最终处于再活化区间,其表面发生均匀腐蚀;在0.1 mol/L NaHCO_3+0.1 mol/L NaCl溶液中,低碳钢的开路电位最终亦处于再活化区间,而其表面却发生局部腐蚀,XRD结果表明,低碳钢表面的腐蚀产物主要为Fe_3O_4和α-FeOOH.     

不同表面处理方式对300M钢在青岛海洋大气环境下腐蚀行为的影响

在青岛海洋大气环境中对3种不同表面状态的300M钢(裸材、低氢脆镀镉钛处理、超音速火焰喷涂WC-10Co4Cr)进行2 a大气暴晒实验,通过表面截面形貌观察、腐蚀产物分析等手段,研究了不同的表面处理方式对300M钢腐蚀行为的影响与机理。结果表明,经2 a大气暴晒后,超音速火焰喷涂WC-10Co4Cr的300M钢喷涂层发生剥落,基体作为阳极与喷涂层间发生电偶腐蚀及缝隙腐蚀,腐蚀速率最快,腐蚀坑最深;低氢脆镀镉钛处理的300M钢表面镀镉钛层腐蚀电位低于基体,镀层优先于基体发生腐蚀,因此对基体保护作用最好,腐蚀速率最低,腐蚀坑最浅。裸材与火焰喷涂层下的腐蚀产物主要由α-FeOOH、β-FeOOH、γ-FeOOH和Fe_3O_4组成,而镀镉钛试样表面除部分钢的腐蚀产物外还有Cd(OH)_2和CdO_2。镀镉钛层由于牺牲阳极作用保护效果最好,超音速火焰喷涂WC-10Co4Cr由于引发电偶腐蚀及缝隙腐蚀,加重了基材的腐蚀。     

硼酸缓冲溶液中pH值和腐蚀产物对低碳钢活化/钝化敏感性的影响

研究了在pH值分别为8,9和10的除氧硼酸缓冲溶液中,低碳钢腐蚀产物对其活化/钝化敏感性的影响.实验结果表明,在pH值为8时,低碳钢一直处于活性溶解状态,不受腐蚀产物影响;在pH值为9和10时,表面腐蚀产物使低碳钢钝化,其腐蚀电位最后稳定于钝化区间.XPS和XRD等分析结果表明,腐蚀产物由FeB(OH)12B4O7和γ...     

无溶剂环氧煤焦沥青涂层在土壤中的电化学行为

目的研究无溶剂环氧煤焦沥青涂层在饱和水含量土壤中的电化学行为。方法将无溶剂环氧煤焦沥青涂层涂覆在Q235碳钢上,测试不同厚度和不同埋设时间涂层的开路电位和交流阻抗谱图,探索涂层厚度和埋设时间对涂层电化学行为的影响。利用SEM分析基体表面腐蚀产物的元素组成,探索侵蚀性物质是否到达基体表面参与腐蚀历程。结果涂覆200μm厚涂层的Q235碳钢的稳定开路电位约为-0.37 V,与裸Q235钢相比,自腐蚀电位正移了0.28 V。随着涂层厚度的增加,开路电位呈上升趋势,容抗弧半径增大,涂层对侵蚀性溶液的屏蔽阻挡能力提高。随着在土壤中埋设时间的延长,容抗弧半径减小,吸水率增大,涂层的防护性能有所下降,但低频阻抗模值仍高达8.8×107Ω·cm2。能谱分析显示,Q235碳钢表面未出现Cl-等侵蚀性物质。结论无溶剂环氧煤焦沥青涂层在土壤环境中是有效的屏蔽层,可对Q235碳钢基体起到有效的防护作用。     

2024-T3铝合金在不同酸性水溶液中的电化学行为

采用动电位极化和交流阻抗两种电化学测量技术,结合表面微观形貌观察,研究了2024-T3铝合金在不同种酸（包括乙酸、硫酸和盐酸）以及不同pH值水溶液中的电化学行为。结果表明:随pH值降低,合金自腐蚀电位负移,自腐蚀电流密度和腐蚀速率增大,合金表面钝化膜越易遭到破坏,溶液的腐蚀作用越强,且在不同pH值下,阴极极化过程的控制反应有所不同;在相同pH值下,以盐酸水溶液的腐蚀作用最强,硫酸水溶液相近但次之,乙酸水溶液最弱,这是酸的不同水解能力和氯离子的存在共同导致的;铝合金表面钝化膜的存在使得其在不同环境中的电化学行为表现不同,酸性条件下钝化膜失稳溶解,合金基体裸露并与溶液直接接触发生反应,而弱酸性条件下,钝化膜则能够保持相对完整性,对合金基体起到一定保护作用。     

电弧喷涂Al-Zn-Si-RE合金涂层在3.5%NaCl溶液中的电化学腐蚀行为(英文)

采用电弧喷涂方法在低碳钢表面获得高铝含量的Al-Zn-Si-RE涂层。通过测量Al-Zn-Si-RE涂层在3.5%NaCl溶液中的动电位极化曲线,腐蚀电位-时间曲线和电化学阻抗谱,系统地研究涂层的电化学腐蚀行为。通过将测量电化学阻抗谱拟合成等效电路图,研究涂层在3.5%NaCl溶液中浸泡不同时间的阻抗行为。结果表明:Al-Zn-Si-RE涂层与Zn-15Al涂层具有相似的极化行为,阳极极化曲线均无钝化特征,仅呈现出活性溶解,但其腐蚀性能优于Zn-15Al涂层。Al-Zn-Si-RE涂层可以给钢基体提供有效的牺牲阳极保护作用,且牺牲阳极保护作用在涂层腐蚀过程中占主导地位。此外,腐蚀电位-时间曲线和电化学阻抗谱结果表明:在浸泡过程中存在点蚀-溶解-再沉积、活化溶解、阴极保护、腐蚀产物引起的物理屏蔽和涂层失效五个腐蚀阶段。     

不同表面状态下钢筋的腐蚀行为研究

采用实验室加速腐蚀试验、电化学测量技术研究了不同表面状态下钢筋的腐蚀行为。结果表明:表面带有氧化皮的钢筋的腐蚀行为明显区别于裸表面钢筋。在气相加速腐蚀试验中,裸表面钢筋比氧化皮钢筋有较大的腐蚀失重量;在混凝土模拟孔隙液中,带氧化皮钢筋和端面钢筋(裸钢筋)一样可以在高碱性环境中完全钝化,但随着溶液中Cl-含量上升,钢筋裸表面的钝化膜更易受到破坏,氧化皮钢筋相对端面钢筋维钝电流密度明显减小,破裂电位明显正移,表现出较好的抗Cl-性能。     

镁合金表面电火花处理及其耐蚀性研究

通过电火花堆焊工艺,在AZ31镁合金基体上制备了铝堆焊层。试样经封闭处理后,在3.5%的Na Cl溶液中进行浸泡腐蚀。利用扫描电镜、能谱分析仪对复合涂层表面、截面形貌及元素组成进行分析。结果表明:在电压40 V、频率300 Hz的工艺参数下,纯铝焊丝电火花堆焊的涂层缺陷最少,且与基体发生冶金结合。铝涂层在3.5%的Na Cl溶液中发生钝化,涂层边界发生缝蚀,铝涂层表面腐蚀形貌为点蚀坑,与基体大面积沟壑状腐蚀形貌相比,试样耐蚀性得到了大幅度提高。     

5083 铝合金环氧涂层盐水浸泡失效研究

目的研究铝合金基体上环氧涂层在盐水浸泡环境中的电化学阻抗谱变化规律,揭示涂层失效的原因和机制。方法采用电化学阻抗谱技术、红外测试、扫描电镜及能谱分析等方法,研究涂覆在5083铝合金基体上的环氧涂层在盐水浸泡过程中的裂化过程和失效机制。结果在3.5%(质量分数)Na Cl溶液的连续浸泡下,涂层电阻明显下降、电容明显增大,相应的涂层孔隙率和吸水体积百分数均逐渐增加;长期浸泡后,涂层孔隙率和吸水体积百分数均趋于稳定。随着浸泡时间的增加,涂层表面孔洞等缺陷增多,保护作用减弱;涂层内氧元素含量逐渐增加,碳元素含量逐渐减小;涂层内有羟基生成和C—O键的断裂发生。结论环氧涂层中环氧官能基团在电解质溶液中发生水解,水解形成羟基和氨基等亲水基团以及涂层中存在的孔洞等缺陷,进一步促进电解液的渗透,加速涂层的劣化。金属基体表面腐蚀反应会促进涂层与基体的剥离,腐蚀产物在涂层内的累积,也会导致涂层内孔隙和缺陷增多,促进涂层劣化。     

pH对Q235B钢在船舶尾气脱硫液中电化学腐蚀行为的影响

目的 研究pH值对Q235B钢在脱硫液中腐蚀行为的影响,为后续工艺参数控制与防护方案设计奠定基础。方法 开展浸泡实验和电化学实验,研究Q235B钢在不同pH值脱硫液中的腐蚀行为,并通过电子扫描显微镜与能谱仪,对不同pH值下腐蚀产物的形貌与元素组成进行分析。结果 失重法测定Q235B钢的腐蚀速率时,腐蚀速率随pH值的升高而减小,且变化幅度越来越小。电化学测试中,Q235B钢在脱硫液中的开路电位随pH值的升高而正移,极化曲线测试没有出现钝化区,自腐蚀电位也随pH值的升高不断正移,而腐蚀电流密度反之。Nyquist图为非标准的半圆形容抗弧,随pH值的升高而不断扩大。通过扫描电镜观察,pH为4.0时,腐蚀产物较少且零星分布在碳钢表面,结构形似花蕾且空隙较多;随着pH值的升高,腐蚀产物显著增多,结构发生改变;当pH为10.0时,碳钢表面覆盖一层红褐色的产物,结构呈球状且紧密堆积。能谱分析显示：腐蚀产物主要由Fe和O元素构成,随着pH值升高,两者含量在产物中的占比不断增加;另外,还含有少量的Na、S和Zn元素。结论 在所研究的pH值范围内,Q235B钢在脱硫液中的腐蚀速率随pH值的升高而降低,腐蚀受到不同程度的抑制。pH值的升高能促进生成有效且致密的腐蚀产物层。在pH值较低时,Q235B钢的腐蚀主要受阳极活化控制;随着pH值的升高,溶液中OH-浓度增大,腐蚀主要受阴极氧去极化控制,耐腐蚀性能增强,腐蚀速率减小。     

pH值对高氮钢在NaCl溶液中腐蚀行为的影响

利用动电位极化曲线、电化学阻抗谱和电流-时间响应曲线对高氮钢在不同pH值NaCl溶液中的电化学行为进行了研究。结果表明,高氮钢在酸性NaCl溶液中处于非稳定状态,出现3个自腐蚀电位,在碱性NaCl中发生阳极钝化,腐蚀速率随溶液pH值的增加而降低;在阳极极化条件下,高氮钢在中性NaCl溶液中生成的膜疏松多孔,对基体的保护性较差;而酸性和碱性NaCl溶液中,生成的钝化膜比中性NaCl中的致密。H+和OH-参与了钝化膜的成膜过程。