氯氧镁水泥混凝土中涂层钢筋的防腐试验研究

为了解决氯氧镁水泥混凝土中钢筋的锈蚀问题,根据西部盐渍土地区的自然环境,对氯氧镁水泥涂层钢筋混凝土进行了溶液浸泡加速锈蚀试验;通过电化学试验测得了表征氯氧镁水泥混凝土中裸露钢筋和涂层钢筋锈蚀的极化曲线,对钢筋表面的锈蚀程度进行分析、通过SEM和XRD微观试验对其产物进行分析;最终得出,通过对钢筋的开路电位、腐蚀速率和腐蚀电流密度分析得出,在不同环境下,涂层可以很好的保护氯氧镁水泥混凝土中的钢筋免受腐蚀。在最后腐蚀达到稳定后,涂层钢筋的腐蚀电流密度是裸露钢筋的1/20,其腐蚀速率和腐蚀电流密度变化波动相保持一致,从而得出涂层对氯氧镁水泥混凝土中的钢筋有很好的防腐效果。     

涂层钢筋镁水泥混凝土防护试验研究

我国西部盐渍土地区普通钢筋混凝土腐蚀较为严重,镁水泥混凝土可以抵抗盐卤腐蚀,但其自身所含有的氯离子对钢筋的腐蚀作用却会缩短其服役寿命,因此提出利用涂层来缓解钢筋的腐蚀问题。采用电化学方法测试分析自然和氯盐2种不同环境下涂层和裸露钢筋的极化曲线,并通过扫描电镜(SEM)和X射线衍射(XRD)微观试验对钢筋表面的锈蚀产物进行测试分析,讨论腐蚀机理和腐蚀形貌。结果表明:涂层钢筋在自然和氯盐溶液中的腐蚀电流密度分别是裸露钢筋的15%和1%,腐蚀速率远小于裸露钢筋,裸露钢筋上的块状腐蚀产物是Fe2O3;涂层钢筋表面的腐蚀产物则主要是水泥胶凝体和锌铁复合物,说明涂层能够防护钢筋使其免受严重腐蚀,因而钢筋镁水泥混凝土可以更加广泛地应用到盐渍土地区。     

环氧树脂涂层对氯氧镁水泥砼中钢筋抗腐蚀性试验

针对西部盐湖地区出现影响生态环境平衡的"镁害"问题,结合氯氧镁水泥钢筋混凝土因钢筋严重腐蚀造成服役寿命较短的现状,以氯氧镁水泥钢筋混凝土试件为研究对象,对镁水泥混凝土中涂层钢筋进行室内快速腐蚀试验。通过CS350电化学工作站,得到环氧树脂涂层钢筋氯氧镁水泥混凝土试件在氯盐、硫酸盐溶液浸泡环境下的电化学曲线及相关参数指标,同时结合裸露钢筋的微观图像,研究了试件中涂层钢筋的抗腐蚀性能。结果表明:氯盐和硫酸盐环境下,裸露钢筋发生较为严重的腐蚀,环氧树脂涂层对氯氧镁水泥混凝土中的钢筋具有很好的保护作用,两种环境下其腐蚀速率分别为裸露钢筋的1/2277～1/1449倍和1/21377～1/2693倍;氯盐溶液浸泡环境下,裸露钢筋发生全面点蚀且腐蚀产物较疏松且存在空洞,而在硫酸盐溶液浸泡环境下,裸露钢筋表面存在裂纹且腐蚀产物呈片状和部分球簇晶体。     

倍耐蚀涂层对镁水泥混凝土中钢筋保护试验研究

针对镁水泥混凝土中自身含有的氯离子对钢筋的腐蚀问题,提出涂层保护法来提高其使用寿命。试验采用倍耐蚀(BNC)涂层对钢筋进行防腐蚀保护,利用CS350电化学工作站对潮湿环境和氯盐环境下的镁水泥钢筋混凝土进行电化学试验,通过腐蚀电流密度、开路电位和腐蚀速率分析倍耐蚀(BNC)涂层对钢筋的耐腐蚀保护作用;结果表明,潮湿环境下倍耐蚀涂层钢筋混凝土腐蚀电流密度为裸露钢筋混凝土的1/2～1/5,倍耐蚀涂层钢筋混凝土的腐蚀速率为裸露钢筋混凝土1/16～1/40,开路电位保持正向移动趋势,腐蚀较难发生;氯盐环境下倍耐蚀涂层钢筋混凝土腐蚀电流密度为裸露钢筋混凝土的1/4～1/16,倍耐蚀涂层钢筋混凝土的腐蚀速率为裸露钢筋混凝土1/36～1/184,开路电位正向移动趋势明显,从而得出,倍耐蚀(BNC)涂层在潮湿和氯盐环境中对钢筋均有很好的保护作用,且氯盐环境下较潮湿环境下倍耐蚀(BNC)涂层对钢筋的保护作用更显著。     

达克罗涂层对氯氧镁水泥混凝土中钢筋防护试验

为了解决盐渍土对普通钢筋混凝土抗盐卤性能较差的问题,结合西部地区基础工程受盐卤腐蚀情况,利用电化学方法,在模拟西部盐卤环境条件下,测试了氯氧镁水泥混凝土中达克罗(DKL)涂层钢筋在氯盐和硫酸盐溶液浸泡环境下的极化曲线,氯氧镁水泥混凝土中的裸露钢筋作为对照组。研究表明,氯氧镁水泥混凝土中的DKL涂层钢筋在氯盐和硫酸盐溶液的腐蚀速率明显小于裸露钢筋,分别可达到裸露钢筋的1/61和1/35,即DKL涂层具有较好的抵抗氯盐和硫酸盐腐蚀的能力,从而可以很好的解决氯氧镁水泥混凝土在西部盐渍土的应用问题。     

镁水泥混凝土中钢筋的电化学腐蚀研究

为解决分布在西部盐湖地区出现的煤矿矿区钢材腐蚀问题,结合煤矿矿区实际环境,采用实验、理论分析等方法研究了镁水泥混凝土中钢筋的腐蚀.采用CS350电化学工作站,研究镁水泥混凝土中钢筋的电化学腐蚀,结合SEM微观实验和EDS元素扫描结果,对镁水泥混凝土中裸露钢筋腐蚀状况进行描述.研究表明:美加力涂层钢筋状态良好,未出现腐蚀状态;锌美特涂层钢筋出现了低腐蚀现象;而裸露钢筋表面出现了严重腐蚀.钢筋涂层防腐蚀性美加力涂层较好,锌美特涂层次之;涂层钢筋虽然防腐效果不同,但对裸露钢筋的防腐蚀性能有明显有利影响.     

基于EIS研究镁水泥混凝土中涂层钢筋的耐腐蚀性

通过模拟室内自然状态、氯化镁溶液和水三种工作环境,采用CS350电化学工作站,结合理论与试验分析,对镁水泥混凝土涂层钢筋的交流阻抗谱进行研究。结果表明:通过对交流阻抗谱和涂层电阻的表征分析得出该涂层可以很好地保护镁水泥混凝土中的钢筋免受腐蚀。不同的混凝土保护层厚度对同时期的涂层电阻有一定的影响,涂层电阻的大小随保护层厚度增加而增加。从而得出该涂层对镁水泥钢筋混凝土中的钢筋起到很好的保护作用,进而解决镁水泥钢筋混凝土在盐渍土地区应用易受侵蚀的问题。     

混凝土表面硅烷处理对冻融、氯离子侵蚀后钢筋锈蚀的影响

为研究冻融损伤环境下硅烷表面防护处理对钢筋混凝土内部钢筋锈蚀的影响,并为硅烷防护技术在恶劣环境下的应用提供参考,对带钢筋普通混凝土试件进行硅烷表面防护处理,通过冻融循环试验、氯离子侵蚀试验,在不同氯离子腐蚀龄期,利用半电池电位法测定钢筋半电池电位、利用线性极化法测定腐蚀电流密度,定量分析了不同冻融损伤下,不同硅烷表面涂覆量对混凝土内部钢筋锈蚀的影响。结果表明:冻融损伤后对混凝土进行硅烷防护处理可有效降低钢筋的半电池电位值和腐蚀电流密度,减小钢筋锈蚀概率,对混凝土有较好的防护作用。     

混凝土设计参数对氯盐环境下钢筋锈蚀的影响研究

研究了混凝土设计参数包括水胶比、胶凝材料组成、保护层厚度和混凝土氯离子含量等对氯盐环境下混凝土中钢筋锈蚀的影响。通过模拟氯盐环境下混凝土中钢筋所处的锈蚀环境,并以一定的方法加速混凝土中钢筋的锈蚀,采用电化学测试手段(钢筋腐蚀电位和钢筋腐蚀电流密度)来评价各设计参数对钢筋锈蚀的影响。结果表明,水胶比越小、保护层厚度越大、混凝土氯离子含量越小、使用矿物掺合料能有效延缓钢筋开始锈蚀时间,并在不同程度上减小钢筋的锈蚀速率。试件在试验一段时间后被破损,将钢筋周围砂浆制样并进行SEM扫描电镜元素分析试验,进一步验证电化学测试方法的准确性及钢筋的锈蚀程度。     

兰州地铁地下水环境中钢筋混凝土通电锈蚀机理研究

针对兰州地铁一号线地下水环境含有大量侵蚀离子导致混凝土中钢筋过早锈蚀的问题,本工作通过模拟地下水环境对三种不同水胶比的钢筋混凝土试件进行通电加速锈蚀试验,利用电学无损检测法表征钢筋腐蚀程度,辅以微观检测手段验证试验结果,综合分析混凝土内钢筋腐蚀规律。最终推导并定义锈蚀系数k作为表征钢筋锈蚀程度的评价参数,并验证其合理性。结果表明：随着通电腐蚀的加剧,钢筋电阻值呈先下降后上升的趋势,其中水胶比越小的试件下降程度越明显;钢筋电流值持续下降,其下降速率呈“慢-快-慢”的规律;微观结果与实测数据具有相同规律,锈蚀系数k的定义从锈蚀产物层面印证混凝土保护性的优劣会导致锈蚀产物存在一定差异。     

海洋潮汐区暴露700 d带裂缝混凝土中耐蚀钢筋的锈蚀行为

裂缝是混凝土结构物承载力及耐久性降低的主要原因。本研究利用青岛小麦岛实海暴露站,将不同裂缝宽度、裂缝类型及裂缝间距的钢筋混凝土在海洋潮汐区腐蚀700 d,利用电化学阻抗谱法研究带裂缝混凝土中耐蚀钢筋的锈蚀行为,拟合获得钢筋极化阻值并通过Stern-Geary公式和法拉第定律计算出腐蚀电流密度和腐蚀速率,通过对极化阻值的线性拟合,获取钢筋的脱钝时间,分析裂缝对钢筋锈蚀的影响规律。结果表明:由于混凝土的自愈合效应,当裂缝宽度小于0. 15 mm时,钢筋的腐蚀速率不受裂缝宽度的影响;当裂缝宽度超过0. 15 mm后,随着混凝土裂缝宽度的增大,钢筋的腐蚀速率增大。与单裂缝混凝土试件相比,双裂缝混凝土中的钢筋更容易锈蚀,且裂缝间距越小,钢筋的腐蚀速率越大。在裂缝宽度相同的情况下,纵向裂缝混凝土中的钢筋比横向裂缝混凝土中的钢筋更容易锈蚀。     

加入阻锈剂前后钢筋HPB235在3.5%NaCl溶液中的腐蚀行为

高效且对环境友好的钢筋阻锈剂品种较少,环保型钢筋阻锈剂的开发及应用具有重要意义。采用锈蚀率测定、腐蚀形貌观察及腐蚀产物分析,研究了加入阻锈剂前后混凝土结构中钢筋HPB235在3.5%NaCl溶液中的腐蚀行为。结果表明:随着腐蚀时间从240 h延长到720 h,钢筋HPB235的锈蚀率逐渐增加,腐蚀逐渐加重;加入阻锈剂后,钢筋的锈蚀率降低,腐蚀减轻;腐蚀产物中有阻锈剂成分的存在,表明阻锈剂参与了钢筋表面腐蚀产物膜的形成过程,从而改善了腐蚀产物膜的性能。     

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。     

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。     

基于极化曲线的磷酸镁水泥体系中钢筋锈蚀行为研究

通过磷酸镁水泥体系和普通水泥中的钢筋锈蚀的对比实验,利用电化学工作站,分析钢筋锈蚀过程中的开路电位和极化曲线,研究了磷酸镁水泥体系的钢筋锈蚀行为。同时利用光学显微镜观察了不同龄期的磷酸镁水泥中钢筋的锈蚀形貌。结合磷酸镁水泥水化过程中pH值的变化和极化曲线理论深究了磷酸镁水泥体系抗钢筋锈蚀能力的机理。研究表明,磷酸镁水泥具有很强的抗钢筋锈蚀能力。磷酸镁水泥体系中的钢筋锈蚀行为虽然存在,但是其发展非常缓慢。磷酸镁水泥pH值的变化以及弱碱环境中磷酸铵金属络合物的形成是磷酸镁水泥抗钢筋锈蚀能力的控制因素。     

16Mn钢在模拟油田采出介质中的腐蚀行为研究

采用循环流动腐蚀试验装置,研究了16Mn钢在三元复合驱采出液流动介质中的电化学腐蚀行为.通过试验得出温度、流速对腐蚀电流密度的影响规律.结果表明,在流动的三元复合驱采出溶液中,16Mn钢的腐蚀电流密度因溶液温度和流速不同而变化.通过X射线衍射分析确定腐蚀产物,并对腐蚀产物膜保护性进行了分析.     

混凝土中钢筋锈蚀电化学测量方法的介绍

混凝土中的钢筋锈蚀为电化学腐蚀,可用电位-pH图来描述钢筋在不同体系下的稳定性.传统方法测定钢筋锈蚀的时间太长,而阳极电位法只能对锈蚀作定性判断.介绍了混凝土中钢筋锈蚀的3种电化学测试方法,并通过测试表明:根据线性极化法测得的腐蚀电流可以计算钢筋的锈蚀速度;交流阻抗法能反映混凝土中钢筋锈蚀的动力学过程,并得到相应的等效电路;用Mott-Schottkv方法表明钢筋钝化膜为载流子浓度在1026m-3数量级的n型半导体.     

受荷混凝土中钢筋锈蚀速率计算方法

为研究荷载对钢筋锈蚀速率及结构耐久性的影响,在潮汐区与盐雾区开展不同荷载条件下氯离子扩散试验,荷载大小分别为无荷载、0.3倍和0.5倍混凝土抗折强度.在混凝土中掺入氯盐,开展不同浓度氯盐条件下的钢筋锈蚀试验.通过氯离子扩散试验得到荷载对氯离子扩散影响系数与荷载大小的关系,修正菲克第二定律中的氯离子扩散系数.钢筋锈蚀试验中测试不同时间下混凝土构件中钢筋的锈蚀电流密度,拟合出钢筋锈蚀电流密度与氯盐浓度和锈蚀时间之间的关系.结合混凝土中考虑荷载影响的氯离子扩散模型与钢筋锈蚀模型,给出荷载作用下混凝土中钢筋锈蚀速率的计算方法.该方法对于海洋环境中荷载作用下钢筋混凝土结构耐久性寿命计算具有重要意义.     

混凝土中不同成分钢筋室内加速腐蚀的试验方法及参数

为了建立混凝土中不同成分钢筋在Cl~-作用下腐蚀的室内加速试验方法,模拟了5种钢筋所处的自然环境条件,对其进行了周期浸润腐蚀,研究了混凝土中孔隙液氯离子含量及pH值的变化对钢筋锈蚀的影响及规律。结果表明:不同合金含量的钢筋耐蚀性差异较大;本法能够很好地区分不同成分钢筋的耐蚀性。     

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。