钢筋在混凝土孔隙液中的腐蚀行为研究

以建筑工程用8235钢筋为对象,研究了其在混凝土孔隙液中的腐蚀行为,分析了氯离子浓度、溶液pH值以及缓蚀剂对钢筋表面钝化膜的影响。结果表明:随着混凝土孔隙液中氯离子含量的增加和pH值的降低,溶液的极化电阻降低、腐蚀电流密度增大,削弱了钝化膜效果。另外,NaNO2缓蚀剂的加入有效的保护了钝化膜,起到了较好的抗腐蚀效果。     

交流干扰下钢筋在混凝土孔隙液中的腐蚀研究

由于交流干扰对金属腐蚀具有一定的危害,为了探究交流电对A3碳钢在混凝土模拟溶液中腐蚀的影响,采用开路电位、动电位极化曲线、Mott-schottky测试等方法,研究了在交流电影响下A3碳钢在混凝土模拟溶液中的腐蚀行为。研究结果表明：在交流电的影响下,开路电位负移,极化曲线钝化区变小,Mott-schottky曲线的施主浓度增大;在交流电的作用下,A3碳钢的钝化膜更难形成,钢筋更容易被腐蚀。     

钼酸钠对钢筋在氯离子混凝土模拟液中腐蚀行为的影响

利用动电位极化曲线、交流阻抗技术及Mott-Schottky曲线等方法,研究了钼酸钠对钢筋在5%NaCl混凝土模拟液中的电化学腐蚀行为和表面钝化膜性能的影响.结果表明:随钼酸钠浓度增大,缓蚀效率逐渐增加,对钢筋的腐蚀有较好地抑制作用,药剂在钢筋表面的吸附可有效屏蔽氯离子的侵蚀作用;Mott-Schottky结果表明,在-0.5~0.1 VSCE范围内,混凝土模拟液中钢筋表面钝化膜Cs-c2-E曲线呈正线性相关,表明钢筋表面钝化膜为n型半导体,且随钼酸钠浓度增大,钢筋钝化膜载流子密度逐渐减小,钝化膜稳定性增强,耐蚀性逐步提高;钝化膜致密性分析表明,随钼酸钠浓度增大,钝化膜致密性增加,抗氯离子腐蚀能力增强.     

钢筋在混凝土模拟孔隙液中腐蚀电化学行为

采用动电位极化曲线法研究了钢筋在混凝土模拟孔隙液中腐蚀电化学行为.结果表明:随着Cl-离子浓度升高,PH值下降,腐蚀电流(Icorr)增大,破裂电位(En)降低:致使钢筋表面钝化膜破裂的临界Cl-离子浓度与孔隙液的pH值之间存在对数关系.提出了Cl-和OH-在钝化膜局部区域上的竞争吸附模型,并解释了实验结果.     

高强钢筋在混凝土环境中的腐蚀行为

通过电化学试验研究了 HPB300、HRB400E、HRB500E三种钢筋在混凝土模拟空隙液中的腐蚀行为,并研究了Cl-浓度(0.04 mol/L～0.08 mol/L)对这三种钢筋耐蚀性的影响.结果表明:在模拟孔隙液中,三种钢筋均能达到稳定的钝化状态;随着Cl-的加入,钢筋的腐蚀速率均有所增大;由于HRB500E钢筋...     

原位STM研究钢筋在模拟混凝土孔溶液中腐蚀和缓蚀动态行为

应用STM原位观察在不同氯离子浓度和pH值以及加入缓蚀剂前后的模拟混凝土孔溶液中的钢筋表面微观形貌．在pH=12．40的混凝土模拟孔溶液中，钢筋表面趋向均一，钝化膜的薄弱部分得到强化；在含3．5％NaCl，pH=10．40的混凝土模拟孔溶液中由于局部腐蚀的发生，可观察到不规则的沉积物的形成、生长；LD-2型复合缓蚀剂能消除腐蚀活性，促使表面微观缺陷消亡，增加钝化膜的耐蚀能力．研究结果说明，STM可在纳米尺度上观察表面形貌变化，可成为原位研究钢筋在模拟混凝土孔溶液中腐蚀和缓蚀的动态行为的重要手段．     

钢筋在混凝土模拟液中腐蚀行为的EIS特征

研究了钢筋在不同ｐＨ和Ｃｌ＾－浓度的混凝土模拟液中的电化学阻抗谱。发现钢筋在稳定钝化区，孔蚀诱导以及孔蚀发展期的阻抗谱具有不同特征。稳定钝化时，是具有一个时间常数的单容抗曲线；在孔蚀诱导期，低频区阻抗实部呈现电感性收缩现象；在孔蚀发展期，是具有两个时间常数的曲线，建立了相应的等效电路模型，解释了钢筋在混凝土模拟液中的腐蚀机理。     

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。     

不同状态的钢筋在氯离子入侵过程中的腐蚀行为

采用极化曲线技术和扫描电镜结合能谱分析,对供货状态和打磨光滑状态的钢筋在混凝土氯离子侵蚀过程中的腐蚀行为进行了研究。通过不同浸泡时间,试样获得了不同的自腐蚀电位及自腐蚀电流密度,分析了不状态试样的表面形貌。结果表明,由于钢筋表面状态不同,钢筋在混凝土中的不同阶段表现出不同的电化学行为。在初期无氯离子的条件下,不同表面状态的钢筋表面钝化膜的稳定性不同,而随着氯离子在混凝土中的入侵,两种钢筋的腐蚀速率也存在很大的差异。结合表面状态分析表明,供货状态钢筋在混凝土氯离子入侵过程中比打磨光滑状态钢筋更易发生腐蚀。     

钢筋在混凝土中腐蚀行为的电化学阻抗特征

研究了钢筋在混凝土试样和添加Ｃｌ＾－的混凝土试样中的电化学阻抗谱。发现钢筋的阻抗 谱特征随着时间及混凝土成份的不同而发生变化。当阻抗上出现扩散控制的直线段时,表示钢筋开始发生腐蚀。在混凝土试样中钢筋的阻抗谱与在模拟液中的有所不同,主要是在阻抗谱的高频处出现表示Ｃａ（ＯＨ）２沉积膜的容抗弧。     

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。     

Cl~-浓度对HPB300钢筋在模拟混凝土孔隙液中腐蚀行为的影响

采用自然腐蚀、线性极化、动电位极化、SEM扫描电镜和X射线衍射等方法研究了模拟混凝土孔隙液中Cl-含量对HPB300钢筋腐蚀行为的影响。结果表明,Cl-是引发钢筋锈蚀的重要因素,随着Cl-浓度增加,自然腐蚀电位逐渐负移,当Cl-摩尔浓度达到0.25mol/L时,自腐蚀电位基本不受Cl-浓度影响;线性极化电阻Rp逐渐减小;动电位极化阳极区钝化区电位范围逐渐变窄,过钝化电位由0.6V(SCE,下同)左右逐渐负移至-0.3V左右;腐蚀产物主要为FeO(OH)和FeCl2,产物膜孔隙率减小,微观形貌由片状变为块状。     

混凝土中钢筋钝化膜的Mott-Schottky研究

 运用Mott-Schottky图可分析混凝土中钢筋钝化膜的半导体特性.对饱和氢氧化钙溶液中和混凝土中钢筋钝化膜的测定表明，在-0.8 V～0.3 V范围，混凝土中钢筋钝化膜的C-2SC-E呈Mott-Schottky线性关系，且斜率为正，即钢筋钝化膜为n-型半导体，施主密度为10.26m-3数量级.在本实验条件下，在模拟孔隙液中添加氯离子，钝化膜破坏严重；而硫酸根离子对钢筋钝化膜无明显影响；亚硝酸根离子能缓解和修补氯      

氯离子侵蚀下异类钢筋的腐蚀行为

为了比较钢筋混凝土结构中光圆钢筋与带肋钢筋在腐蚀过程中的差异,以氯离子侵蚀为脱钝机制,根据相关腐蚀电化学原理,使用有限元软件COMSOL MULTIPHYSICS进行模拟;模型不但耦合了基于电化学、氯离子、温度和水分的多物理场,还对钢筋的去钝化行为和腐蚀速率进行了分析。结果表明:同种工况下、同种规格的两种钢筋中,带肋钢筋的去钝化时间更短,优先腐蚀且腐蚀速率比光圆钢筋更大;横肋最大宽度和间距的减小都将导致钢筋腐蚀速率的增加。     

模拟混凝土孔隙液中钢筋表面膜组成与腐蚀行为的关联

采用XPS分析钢筋经模拟混凝土孔隙液浸泡后表面膜的化学组成,结合线性极化法和动电位扫描阳极极化曲线测试,研究钢筋在模拟混凝土孔隙液中表面膜化学组成与腐蚀电化学行为的关联.结果表明:钢筋在纯模拟液中处于钝化状态.在含Cl和不同pH值的模拟混凝土孔隙液中,随着Cl~-浓度的增加和pH值的降低,钢筋的腐蚀电位负移,电流密度增大;钢筋表面钝化膜Fe~(2+)的含量增加,Fe~(3+)的含量减少.当模拟液中外加Cl~-浓度达0.6mol/L或pH值降至11.31时,钢筋表面不发生钝化,但加入0.24mol/L NaNO_2缓蚀剂后又可使钢筋钝化从而抑制腐蚀.     

钢筋HRB400在NaCl溶液中的腐蚀行为和力学性能

采用腐蚀试验测试了钢筋HRB400在模拟混凝土孔隙液(3.5wt％NaCl溶液)中的腐蚀率,并采用拉伸试验测试了钢筋腐蚀前后的力学性能.结果表明,随着腐蚀时间从240h增加到720h,钢筋的腐蚀率逐渐增加,腐蚀逐渐加重;随着腐蚀时间(腐蚀率)的增加,钢筋屈服强度和抗拉强度均逐渐下降,而伸长率先下降后上升.     

HastelloyB3合金在盐酸中的腐蚀行为

通过浸泡试验、电化学试验研究了HastelloyB3合金在不同条件盐酸中的腐蚀行为。结果表明:合金在不同HCl含量与温度的纯盐酸中均具有良好的耐蚀性,随着温度与HCl含量的提高,合金腐蚀速率虽有所增长,但仍然处于钝化态;盐酸中添加氧化性离子Fe~(3+)后,腐蚀速率急剧增大并伴随着点蚀,随着Fe~(3+)含量的提高,腐蚀速率快速增大;在纯盐酸中,HastelloyB3表面生成Mo~(4+)钝化膜,对基体起到保护作用,但添加氧化性Fe~(3+)后,钝化膜中的Mo~(4+)极易被氧化成Mo~(6+),发生溶解,使合金由钝态向过钝化态转变,导致耐蚀性急剧下降;HastelloyB3合金适用于不同HCl含量与温度的纯盐酸中,但不适用于含氧化性离子或溶解氧高的盐酸中。     

钢筋在混凝土试块中的电化学行为探讨

用电交流阻抗研究研究了混凝土预制裂缝的某些混凝土添加剂对钢筋腐蚀行为的影响,结果表明裂缝在宽度为０．５ｍｍ的情况下,可以极大地促进钢筋腐蚀;预先加入混凝土中的ＮａＣｌ在本实验用量条件下,对钢筋产生一定的腐蚀作用;而预先加入的ＮａＮＯ２不仅没有起到缓蚀作用,反而使钢腐蚀得更严重。     

用阴极保护防止混凝土结构的钢筋腐蚀

分析了钢筋混凝土结构的腐蚀机理及腐蚀特点，指出在众多防止钢筋腐蚀的具体方法中，阴极保护是一种解决根本的方法。重点介绍了阴极保护的具体做法，一种是以钛基阳极作为辅助阳极的外加电流法，另一种是采用锌板阳极的牺牲阳极法。