混凝土中钢筋腐蚀与钢筋阻锈剂

钢筋腐蚀是影响混凝土结构耐久性的最重要因素。本文综述了混凝土中钢筋的腐蚀机理、钢筋阻锈剂的作用机理,分析了钢筋阻锈剂的发展现状,认为采用钢筋阻锈剂是防治混凝土内钢筋腐蚀的有效、经济、实用的方法。     

新型钢筋阻锈剂的合成及其阻锈性能的研究

合成了一种舍有氨基和菝基的有机阻锈刑，并用硬化砂浆法研究了该阻锈剂在砂浆中含有氯离子的条件下对钢筋锈蚀的抑制作用，同时与常用的亚硝酸盐的阻锈效果进行了比较。结果表明，该新型阻锈剂能够有效地阻止钢筋表面钝化膜的破坏，比亚硝酸盐具有更好的阻锈效果。     

钢筋混凝土阻锈剂技术研发进展

防护混凝土钢筋锈蚀的措施有很多种,美国"全寿命经济分析"表明采用钢筋阻锈剂的处理方法具有最优的经济效果。在总结传统和最新阻锈机理的基础上,对有机阻锈剂、绿色天然阻锈剂和迁移型复合阻锈剂的阻锈机理、成分、特点和阻锈率进行了对比分析,提出了未来阻锈剂可能的研发方向。并在比较分析现有阻锈剂阻锈效果测试技术优缺点的基础上,认为准确评定阻锈剂阻锈效果需要综合采用现行标准试验方法与多种电化学测试技术。     

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。     

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。     

阻锈剂对混凝土钢筋氯盐腐蚀行为的影响

过去对混凝土腐蚀的研究,其腐蚀液与实际的混凝土孔溶液有较大的差异。采用水泥提取液模拟混凝土孔溶液,通过自腐蚀电位、动电位极化和电化学阻抗谱研究了Ca(NO2)2及商用阻锈剂NNMI和NNRI对混凝土中钢筋氯盐腐蚀行为的影响。结果表明:3种阻锈剂均能有效降低钢筋受Cl-腐蚀的风险,减小腐蚀速率,并能不同程度地提高钢筋腐蚀的临界Cl-浓度;Ca(NO2)2为阳极型阻锈剂,当[NO2-]/[Cl-]为0.62～1.47时,阻锈效果最好,高达98.2%,NNMI和NNRI为以抑制阴极反应为主的综合型阻锈剂,在推荐掺量下,当环境中Cl-浓度为0.03 mol/L左右时,阻锈效率分别可达到85.0%和87.1%。因此,应根据腐蚀环境状况,选用不同的阻锈剂。     

苯并三唑对模拟混凝土孔溶液中钢筋的阻锈作用

应用线性极化、电化学阻抗谱和动电位极化等电化学方法研究了苯并三唑(BTA)对含有氯离子的模拟混凝土孔溶液中钢筋的阻锈作用,并通过微观测试方法对其阻锈机理进行探索。结果表明,含有0.25mol/LNaCl的模拟混凝土孔溶液(pH为12.5的饱和Ca(OH)2溶液)中加入等物质量(0.25mol/L)的BTA对钢筋有良好的阻锈作用。电化学测试证实了BTA对模拟混凝土孔溶液中钢筋的阻锈效果比常用的亚硝酸盐更明显,微观形貌观察发现BTA能与钢筋生成多层有机保护膜,保护钢筋免受氯离子侵蚀。以上结论均预示着BTA可能成为钢筋混凝土结构中具有很好应用前景的钢筋阻锈剂。     

适用于海水海砂混凝土阻锈剂的作用机理

采用X射线衍射、扫描电镜和X射线能谱、傅里叶变换拉曼光谱等方法分别研究了复合型阻锈剂对海水海砂混凝土中水泥水化作用、钢筋与混凝土交界面微观结构与组成、钢筋表面吸附的影响。结果表明,阻锈剂C3对水泥水化有一定的延缓作用,可以提高混凝土密实程度,对混凝土强度无不利影响,并且可以通过氨甲基丙醇的物理吸附作用、乙烯基三乙氧基硅烷的密封作用、单氟磷酸钠的化学反应沉淀作用等稳定地富集于钢筋与混凝土交界面处,增强钢筋及其钝化膜的稳定性。     

亚硝酸钙阻锈剂对钢筋钝化膜的影响

为深入揭示亚硝酸盐阻锈剂提高钢筋混凝土结构耐久性的机理,采用动电位极化技术、X射线光电子能谱(XPS)和原子力显微镜(AFM)研究了亚硝酸钙阻锈剂对钢筋表面生成的钝化膜的影响。动电位极化研究结果表明:未添加阻锈剂时,钢筋发生点蚀的临界氯离子浓度在0.05~0.06 mol/L之间,添加亚硝酸钙阻锈剂后,钢筋发生点蚀的临界浓度增大至0.18~0.20 mol/L,表明亚硝酸钙阻锈剂提高了钢筋表面钝化膜的抗点蚀能力。X射线光电子能谱的研究结果表明:钢筋表面生成的钝化膜的成分均是由铁的氧化物(Fe_(ox))和铁的氢氧化物(Fe_(hydrox))组成,亚硝酸钙阻锈剂降低了钝化膜中Fe_(hydrox)的含量。原子力显微镜的研究结果表明:亚硝酸钙阻锈剂的添加使得钝化膜的表面更加光滑平整。     

迁移型阻锈剂在钢筋混凝土中的研究进展

钢筋锈蚀导致混凝土耐久性的降低问题一直受到全世界的广泛关注,迁移型有机阻锈剂可以有效提升混凝土的耐久性,并与混凝土结构有着很好的相容性,且在经济上优于普通掺入型无机阻锈剂。从混凝土工程钢筋锈蚀原因、迁移型阻锈剂的阻锈机理进行分析,进而介绍迁移型阻锈剂的国内外研究情况以及迁移型阻锈剂的性能试验和评价方法,最后就迁移型阻锈剂相关应用的问题进行总结。     

模拟混凝土孔隙液中钢筋腐蚀行为的恒电量法监测

利用恒电量法监测了钢筋在不同ｐＨ 值的模拟混凝土孔隙液中的极化电阻、钝化膜电阻Ｒｐ、Ｒｆ 值,并与电位法监测值进行了比较,结果表明,恒电量法更加准确和更具定量性,适用于钢筋的腐蚀监测。     

含盐体系中有机铜缓蚀剂的研究进展

叙述了含盐体系中各种有机类铜缓蚀剂的国内外研究进展,阐述了有机类铜缓蚀剂的缓蚀机理和协同作用机理,并展望了铜缓蚀剂新的研究和发展方向。认为应利用现代先进的分析测试技术从分子和原子的水平上研究缓蚀剂在铜表面的行为和作用机理,加强现有缓蚀剂品种的复配技术和绿色环保型缓蚀剂研究。     

氢氟酸介质中铝的缓蚀剂的研制

研制了一种新型氢氟酸介质中铝的缓蚀剂,采用失重法和电化学方法对该缓蚀剂进行了评价。实验结果表明,该缓蚀剂用量为2．5％时,温度40~C以下,氢氟酸的质量分数在6Z以下时有非常好的缓蚀效果。该缓蚀剂为混合型缓蚀剂,对阳极和阴极过程都有抑制作用。     

环保型金属包装用气相防锈纸的研究

通过研究气相缓蚀剂钨酸钠、乌洛托品与尿素3者之间的最佳配比关系,开发了一种新型无毒的环境友好型气相防锈纸。通过快速气相防锈甄别试验,与市售气相防锈纸作对比,结果表明该防锈纸防锈效果良好,能够对所包装的金属产品进行较长期的防锈保护。     

羊毛酸镁缓蚀剂的研究

探讨了油溶性缓蚀剂羊毛酸镁的制备工艺,对比了羊毛酸镁与羊毛脂镁皂的油溶性及缓蚀性,介绍了羊毛酸镁复合型防锈剂的性能及其防锈油的配方,对羊毛酸镁的产销进行了市场分析。     

改性木素磺酸盐新型缓蚀剂及其性能的研究

介绍了木素磺酸盐改性为缓蚀剂GCL2的合成基本路线及分子的基本特点，通过电化学和挂片试验研究了GCL2的缓蚀性能。结果表明，改性木素磺酸盐缓蚀剂GCL2在中性水介质中，对碳钢的缓蚀性能优异。     

吸附特性曲线测量装置的研制

气相缓蚀吸附特性曲线测量装置结构简单,使用方便。利用它可简便地测定待研究金属在气相缓蚀剂和不同气氛共存条件下表面电位的变化以及其他特特性曲线,它对气相缓蚀剂的研究和教学工作都具有一定的实际意义。