NaCl溶液中BTA对Cu腐蚀的缓蚀机理

为了更深入了解缓蚀剂在金属表面的缓蚀机理,采用极化曲线、电化学阻抗谱法(EIS)、扫描电子显微镜(SEM)和X射线能谱分析(EDAX)研究了BTA对Cu在NaCl溶液中的缓蚀作用和吸附规律。实验从电子转移的角度揭示了在不同施加电压下极化曲线的形成过程,结果表明:BTA能够同时抑制阳极反应和阴极反应的进行,属于混合型缓蚀剂,并且随着缓蚀剂浓度的增加,缓蚀效果依次增大,当浓度增大到一定值时,缓蚀机理发生改变,由半无限扩散行为转变为球形扩散行为。吸附过程为自发过程,物理吸附和化学吸附同时存在,且服从Langmuir吸附等温式。BTA对Cu的缓蚀机理为缓蚀剂在Cu表面形成单层保护膜阻止腐蚀性离子对Cu的腐蚀。     

以醇胺类缓蚀剂为电解质的电化学再碱化修复效果研究

研究了醇胺类缓蚀剂辅助电化学再碱化修复碳化钢筋混凝土结构的可行性.采用电化学测试技术及化学分析方法研究了乙醇胺及二甲基乙醇胺缓蚀剂在混凝土中的迁移以及在含有2g/LNaCl+0.01mol/L NaOH的饱和氢氧化钙溶液模拟体系中的缓蚀效果.结果表明:在2A/m2恒电流密度形成的电场作用下,2种缓蚀剂通过30mm厚混凝土的速率明显高于未通电情况,即电场对醇胺类缓蚀剂的迁移扩散过程起到了促进作用.随着乙醇胺及二甲基乙醇胺浓度的增大,其缓蚀效果也逐步提高;相同浓度下二甲基乙醇胺表现出更优异的缓蚀效果,在浓度为0.04mol/L时其对Q235钢筋的缓蚀率达95.78%.二甲基乙醇胺的存在加快了电化学再碱化后钢筋腐蚀电位的正移,钢筋腐蚀电流密度更小,明显地改善了电化学再碱化的修复效果.     

大气预锈对混凝土模拟液中低合金钢筋腐蚀行为的影响

通过电化学阻抗谱(EIS)、背散射电子(BSE)图像与能谱分析(EDS)研究了大气预锈对低合金钢筋和普通低碳钢筋在混凝土模拟液中氯盐腐蚀行为的影响.结果表明:大气预锈作用影响2种钢筋钝化膜的生成;氯盐侵蚀后,大气预锈作用降低了低碳钢筋的耐蚀性,但低合金钢筋的耐蚀性不受预锈作用影响,原因是低合金钢筋基体与氧化皮间的缝隙内形成了致密的富Cr锈层,抑制了氯盐对钢筋基体的进一步侵蚀.     

压缩疲劳作用对钢筋锈蚀临界氯离子浓度的影响

采用0.8的应力水平对Q235钢筋进行压缩疲劳试验,然后将受到不同疲劳次数作用的钢筋置于饱和Ca(OH)2溶液中,采用阶梯逐级添加方式加入NaCl溶液,通过自腐蚀电位Ecorr和由电化学阻抗谱(EIS)所测得的腐蚀电流Icorr判定导致钢筋锈蚀的临界氯离子浓度(CTV),并利用扫描电子显微镜(SEM)研究疲劳作用引起的钢筋显微组织变化.结果表明:在一定的应力水平和疲劳次数范围内CTV呈现先增后减趋势;压缩疲劳作用下,EIS图谱中钢筋容抗弧半径的变化无明显规律,而未经压缩疲劳作用的钢筋容抗弧随Cl-添加量的增加而单调递减.     

HRBF500钢筋粘结锚固性能的试验研究

通过对42个HRBF500钢筋与混凝土粘结锚固试件的拔出试验,分析HRBF500钢筋粘结锚固的特点和影响粘结锚固强度的主要因素。研究表明:与普通热轧带肋钢筋(月牙纹)类似,HRBF500钢筋与混凝土的粘结强度随锚固长度和钢筋直径的减小、配箍率的提高、保护层的增大、锚筋屈服强度及混凝土强度的提高而增大,其设计锚固长度仍可按GB 50010—2002《混凝土结构设计规范》规定的公式计算且建议锚固长度设计中混凝土强度等级的上限可以提高到C60。     

HRBF500钢筋与混凝土粘结性能分析

在HRBF500级细晶高强钢筋与混凝土粘结试件的拔出试验的基础上,通过粘结机理分析,定量分析混凝土强度、钢筋直径、保护层厚度、锚固长度、箍筋配箍率、锚筋屈服强度6个因素对粘结性能的影响,通过与规范公式的比较,提出HRBF500细晶高强钢筋与混凝土粘结强度的建议公式,为规范修订提供依据。     

HRBF500钢筋混凝土大偏心受压柱承载力的试验研究

通过对7根HRBF500钢筋混凝土偏心受压柱和1根HRB400钢筋混凝土偏心受压柱的试验,对500MPa细晶粒钢筋混凝土偏压柱性能有了初步了解.分析了荷载-钢筋应变、混凝土应变曲线以及破坏形态的特点.试验研究表明：500 MPa细晶粒钢筋和普通的HRB400钢筋一样,当作为受力主筋用于受压构件时,其强度能得到充分的利用.在试验和理论分析的基础上,提出了HRBF500钢筋在混凝土柱中的强度设计取值为450 MPa和受压承载力计算公式的建议.     

高速铁路用HRBF500钢筋预应力混凝土梁疲劳性能试验研究

设计制作了2根配置500 MPa细晶粒(HRBF500)钢筋的预应力高强混凝土T形梁,通过实测预应力损失与理论计算比较,得出实测预应力损失大于理论计算值。基于疲劳荷载的试验,绘出HRBF500钢筋应力、钢绞线应力及梁跨中挠度曲线,分析配有细晶粒钢筋的预应力混凝土梁的疲劳性能。结果表明,在一定幅度的疲劳荷载(等幅)作用下,配有HRBF500钢筋的预应力高强混凝土梁,其钢筋、预应力钢绞线及跨中挠度均满足使用阶段规范的限值,即在HRBF500钢筋拉应力大于150 MPa条件下,经过250万次疲劳荷载作用后仍满足设计要求。     

钢筋在硫酸盐模拟溶液中的腐蚀行为研究

盐湖及盐渍土地区广泛存在的硫酸根离子除对混凝土本体造成破坏外,也可通过渗透达到混凝土中钢筋表面,从而影响钢筋的腐蚀行为。利用不同浓度的单一硫酸钠、硫酸钠与水泥粉末复合溶液,以及硫酸钠与饱和石灰溶液复合模拟溶液作为腐蚀介质,研究钢筋在上述模拟溶液中的腐蚀行为。研究结果表明:纯Na2SO4与加入饱和Ca(OH)2溶液后对钢筋的锈蚀影响不同,在1~2 h内就产生明显的锈蚀现象;SO2-4对钢筋的腐蚀不同于Cl-,模拟硫酸盐溶液对钢筋起到一定缓蚀的作用,腐蚀电流密度是先减小后增大的趋势;硫酸钠与饱和石灰溶液反应生成石膏会覆盖钢筋表面,延缓钢筋锈蚀速率。     

细晶粒高强钢筋混凝土梁受弯性能试验与参数分析

为研究配置了细晶粒高强钢筋混凝土梁的受弯性能,制作了HRBF400、HRBF500级钢筋混凝土矩形截面梁各4根进行静力抗弯试验。研究表明HRBF筋混凝土梁在短期荷载作用下的最大裂缝宽度实测值满足规范要求,但计算值不满足。HRBF400级钢筋混凝土梁在正常使用条件下的挠度能满足规范要求,HRBF500级钢筋混凝土梁不能够满足规范要求。推导了HRBF筋混凝土梁在裂缝/挠度控制条件下的承载力计算公式,提出了构件承载力利用系数的概念,分析了钢筋强度、钢筋直径、混凝土强度、配筋率、混凝土保护层厚度、高跨比对构件承载力利用系数的影响。在经济配筋率范围内,HRBF筋混凝土梁的延性基本满足要求。HRBF筋混凝土梁的耗能能力在较低配筋率时与普通钢筋混凝土梁相近,但随着配筋率的提高,其耗能能力较普通钢筋混凝土梁降低的快。同配筋率下,HRBF筋混凝土梁在弹性阶段的耗能能力较普通钢筋混凝土梁要高,且随着配筋率的增大而提高。     

核酸阻锈剂在模拟混凝土孔溶液中对钢筋的阻锈作用

将一种具有20~80个碱基长度的核酸引物混合溶液溶解在缓冲液中作为核酸阻锈剂.采用电化学阻抗谱、动电位极化方法研究了核酸阻锈剂在不同NaCl浓度的模拟混凝土孔溶液中对钢筋的阻锈作用及其机理,并提出了核酸阻锈剂的最佳掺量.利用X射线光电子能谱(XPS)分析了在核酸阻锈剂作用下钢筋电极表面吸附膜的组成结构.结果表明:核酸阻锈剂能显著提高钢筋的耐蚀性,核酸阻锈剂的最佳掺量为模拟混凝土孔溶液总质量的4%.核酸与钢筋具有良好的协同效应,吸附在钢筋表面的核酸能够形成一层致密的薄膜,可有效阻止外来离子的侵蚀,使钢筋具有优越的耐蚀性.     

Influence of detection methods on chloride threshold value for the corrosion of steel reinforcement

The aim of this study is to evaluate the influence of depassivation detection methods on chloride threshold value for the corrosion of steel reinforcement in a concrete. The detection methods of depasstivating steel reinforcement have been examined including electrochemical impedance spectra (EIS), potentiodynamic polarization (PP) in a simulated concrete pore solution and half-cell potential, linear polarization (LP) and electrochemical impedance spectra (EIS) in the concrete contaminated by chloride ions. The results have indicated that in a saturated Ca(OH)₂ solution, the chloride threshold value for the corrosion of steel reinforcement concluded by the potentiodynamic polarization is 0.02 mol/L, which is identical with that decided by EIS. However, in the chloride contaminated concrete, no agreement among the chloride threshold values determined by the three detection methods mentioned above can be found. The range of the values decided by half-cell potential is relatively lower than those by the others, besides, the highest values have been obtained by EIS.     

聚丙烯腈纳米纤维与环氧树脂复合涂层防腐性能的研究

利用静电纺丝技术在Q235钢表面制备聚丙烯腈(PAN)纳米纤维膜并在其中包覆缓蚀剂苯并三氮唑(BTA),然后在其表面涂覆环氧树脂(EP),得到复合涂层(PAN-NFs/BTA/EP)。通过电化学测试表征复合涂层的防腐性能,结果表明在树脂涂层中加入纤维后,防腐性能得到明显提高。     

HRBF500细晶粒带肋钢筋在人防工程中的应用探讨

人防工程的净空要求是影响平战结合的突出问题,现有设计存在造价较高且施工不便等缺点。通过介绍HRBF500细晶粒带肋钢筋的材料特性,计算其材料的强度设计值及材料提高系数,为人防工程设计中采用HRBF500细晶粒带肋钢筋提供了理论依据。结合实际工程,就框架梁采用传统的HRB335级钢筋同采用HRBF500细晶粒带肋钢筋进行配筋和截面的对比,结果表明:在梁宽和配筋不变的条件下,新材料可以有效减小梁高。HRBF500细晶粒带肋钢筋这种高新材料的应用,在人防工程中具有较大的推广价值。     

HRBF500钢筋混凝土梁受弯承载力试验研究

试验设计制作了7根配有500 MPa细晶粒高强钢筋的钢筋混凝土梁,通过变化保护层厚度、纵筋配筋率、混凝土强度等因素,分析研究高强钢筋混凝土梁的承载力。试验结果显示:应用500 MPa细晶粒高强钢筋的混凝土梁承载力的实测结果与采用规范公式计算值比较接近,可以继续沿用现有的规范计算公式。     

Performance of generic and proprietary corrosion inhibitors in chloride-contaminated silica fume cement concrete

This paper presents the results of a study conducted to evaluate the improvement in corrosion-resistance of chloride-contaminated silica fume cement concrete due to the use of corrosion inhibitors. Three proprietary and one generic corrosion inhibitors were evaluated for their performance in inhibiting reinforcement corrosion in the silica fume cement concrete specimens contaminated with 0.4%, 1%, and 2% chloride concentration, by weight of cement. Some of the specimens were subjected to wetting and drying cycles and reinforcement corrosion was monitored by measuring corrosion potentials and corrosion current density. Another batch of concrete specimens was partially immersed in the chloride solution and reinforcement corrosion was accelerated by impressing an anodic potential of 2 V. The extent of corrosion increased with increasing chloride contamination in the concrete specimens. Incorporation of inhibitor generally decreased the rate of reinforcement corrosion. The rate of reinforcement corrosion in the concrete specimens incorporating an organic inhibitor that was added to the concrete during mixing was the least followed by that in the concrete specimens on which a penetrating corrosion inhibitor was applied. Further, the accelerated impressed current technique was noted to be suitable for quickly screening the performance of corrosion inhibitors.     

HRBF500钢筋混凝土柱轴压试验研究

对7个配置HRBF500级钢筋混凝土柱进行轴压试验,研究不同混凝土强度、配筋率、长细比等参数下构件的破坏形态、承载力.结果表明,配置HRBF500级钢筋混凝土柱的承载力按照目前规范公式计算是可行的.     

EIS法研究不同底漆涂层体系的抗腐蚀性

采用电化学阻抗谱(EIS)研究了由4种常用底漆、环氧云铁中间漆和聚氨酯面漆复合而成的12种涂层体系的电化学腐蚀行为,考察了4种底漆的EIS在NaCl溶液浸泡过程中的演化,并以此比较底漆的防护性能,考察了2层复合涂层体系的阻抗大小以及3层复合涂层体系在浸泡不同周期后的EIS.结果表明:3层复合涂层体系的防护性能最好,2层复合涂层体系次之,单涂层体系最差,其中以环氧防锈漆3层复合涂层体系的防护性能最优;面漆和中间漆在涂层体系中起到了隔绝外界介质和保护底漆的作用;EIS可用于研究涂装体系的防腐性能.     

氯盐侵蚀混凝土结构延寿技术初探Ⅱ——混凝土中6种胺类有机物电迁移与阻锈性能

采用有机元素分析仪、快速氯离子测定法(RCT)、电化学阻抗谱法(EIS)和弱极化法,研究6种胺类有机物在混凝土中的电迁移能力、氯离子的排除情况及通电前后钢筋锈蚀的变化情况.结果表明:相同条件下,不同的胺类阻锈剂在混凝土中的电迁移能力和存留能力不同,且胺类阻锈剂种类对氯离子的排除影响不大;双向电渗技术的除氯效果比电化学的除氯效果弱,但双向电渗后钢筋附近混凝土孔隙液中阻锈剂的含量是氯离子含量(质量摩尔浓度)的2～7倍;双向电渗后混凝土保护层电阻增大,钢筋的锈蚀速度由通电前的电荷传递过程控制转变为氧气在混凝土中的渗透速度控制,钢筋的腐蚀电位显著提高,从而使钢筋的耐蚀性能得以提高.