国内外混凝土钢筋阻锈剂研究进展

混凝土中钢筋的腐蚀是钢筋混凝土建筑过早损坏的主要原因。氯离子的进入是加速此种腐蚀的关键因素。文章着重介绍阻止钢筋混凝土腐蚀的阻锈剂的发展及迁移型阻锈剂的行为特点。阻锈剂技术的发展趋势和今后的研究工作需要进一步的探究。     

一种新型钢筋阻锈剂的阻锈性能

以极化曲线法、失重法和半电池电位法评价了一种新型钢筋阻锈剂的阻锈性能,并采用EDS手段表征了阻锈剂的渗透性能。结果表明,阻锈剂对混凝土中钢筋有阻锈作用,Cl-含量较低时,阻锈效果明显,缓蚀率达85%;Cl-含量较高时,阻锈效果不明显。阻锈剂通过涂刷方法能够很快渗透到混凝土内部,到达钢筋周围,对在役钢筋混凝土管架有很好的防护作用。     

钢筋阻锈剂的阻锈机理及性能评价的研究进展

钢筋腐蚀是引起钢筋混凝土构筑物提前失效的主要因素,应用钢筋阻锈剂是主要的防腐蚀措施之一。重点介绍了海洋环境中,氯盐的侵蚀机理和阻锈剂的作用机理;讨论了阻锈剂的性能评价方法和应用现状;指出高效且环境友好复合型阻锈剂的合成是今后研究的主要方向,这对于提高我国钢筋混凝土结构耐久性具有重要意义。     

一种新型钢筋阻锈剂的阻锈性能

采用硬化砂浆和半电池电位法评价了一种自制的含有氨基和羧基的新型钢筋阻锈剂IH_2的阻锈性能,并采用标准工作曲线法分析了混凝土中钢筋对阻锈剂的吸附性能。结果表明,IH_2钢筋阻锈剂可以延长钢筋发生锈蚀的时间,降低钢筋的腐蚀速率,具有良好的阻锈性能。     

阻锈剂的掺入方式对全珊瑚海水混凝土中钢筋锈蚀的影响

采用线性极化电阻法(LPR)和电化学阻抗谱法(EIS),系统研究了暴露时间、阻锈剂种类及掺入方式对全珊瑚海水混凝土(CASC)中钢筋腐蚀的影响。结果表明:随着暴露时间的延长,不掺及同掺阻锈剂的普通钢筋自腐蚀电位(E_(corr))、极化电阻(R_p)和电荷转移电阻(R_(ct))均逐渐降低;而暴露90 d后,预吸阻锈剂的普通钢筋E_(corr)、R_p和R_(ct)均有增长的趋势,说明以预吸掺入的阻锈剂,不断地由珊瑚骨料向外释放,使得混凝土中有效的阻锈成分不断补充,一定程度上增大了Cl-通过混凝土传到钢筋表面的阻力,延缓了钢筋的锈蚀。此外,无论是掺入亚硝酸钙阻锈剂(CN)还是氨基醇类阻锈剂(AA),对普通钢筋抵抗锈蚀的能力均有不同程度的提高,且随着暴露时间的延长,CN阻锈效果的衰减速率高于AA的。因此,对于海洋岛礁工程中的CASC结构,建议以预吸的方式掺入AA,有利于减弱钢筋对Cl~-腐蚀的敏感性,提高CASC抗Cl~-扩散渗透能力,从而延缓钢筋开始腐蚀时间,降低锈蚀的速率,达到延长CASC结构服役寿命的目的。     

盐水条件下不同混凝土中钢筋的快速腐蚀行为的研究

 通过盐水条件下钢筋的快速腐蚀试验,研究了钢筋在不同水灰比、不同掺料合料掺量以及掺入RI—IC2型阻锈剂情况下钢筋的锈蚀行为.结果表明,水灰比是影响钢筋腐蚀的重要因素之一,相同条件下水灰比越大,钢筋锈蚀越严重;掺入粉煤灰和硅粉后,可有效降低钢筋的腐蚀率;RI—IC2型阻锈剂有良好的阻锈效果,相同掺量下,水灰比越大,其阻锈效果越明显.     

硫酸乙酯-1-甲基-3-乙基咪唑离子液体对海洋工程钢筋腐蚀的缓蚀机理研究

利用电化学阻抗和扫描电镜(SEM),在3.5%(质量分数)NaCl饱和Ca(OH)_2溶液中研究了硫酸乙酯-1-甲基-3-乙基咪唑离子液体对钢筋腐蚀性能的影响和对表面腐蚀情况的影响,运用原子力显微镜(AFM)和X光电子能谱仪(XPS)分析该阻锈剂对海洋工程钢筋腐蚀表面的吸附并分析其缓蚀作用机理。结果表明,硫酸乙酯-1-甲基-3-乙基咪唑离子液体阻锈剂的加入能有效地促进钢筋表面的钝化和屏蔽Cl~-对基体金属的侵蚀;加入阻锈剂后,钢筋表面腐蚀程度明显减轻,说明阻锈剂抑制了钢筋表面在含氯碱性溶液中的腐蚀。     

新型复配阻锈剂在混凝土模拟液和试块中对钢筋锈蚀的抑制

利用半电池腐蚀电位、线性极化和电化学交流阻抗技术,分别在混凝土模拟液和干湿循环加速腐蚀混凝土试块中,研究了新型复配有机阻锈剂(IMC-16)对钢筋锈蚀行为的影响,并将其与常规Ca(NO2)2阻锈性能相对比。结果表明,无论在混凝土模拟液中还是在混凝土试块中,空白条件下,随实验时间延长钢筋电极腐蚀电位不断下降,腐蚀电流密度迅速升高,表明在Cl-侵蚀性作用下钢筋表面钝性遭到破坏,并发生严重局部腐蚀;而添加IMC-16阻锈剂后,钢筋电极腐蚀电位升高,阻抗模值增大,腐蚀电流密度与双电层电容显著下降,表明钢筋的锈蚀得到很好的控制。复配阻锈剂对Cl-诱导的钢筋局部腐蚀具有优良的抑制效果,并可有效延缓钢筋的起始锈蚀时间。干湿循环实验结果进一步表明,实验初期Ca(NO2)2虽可较好抑制钢筋的锈蚀,但其后期阻锈性能却明显下降;而复配阻锈剂在实验初期阻锈性能虽不明显,但相同使用浓度下,其后期阻锈效果及稳定性却明显优于Ca(NO2)2。     

钢筋阻锈剂阻锈效果的评价

通过半电池电位测量、动电位扫描、恒电位极化等电化学方法和冷热干湿实验评价了自制HP钢筋阻锈剂的阻锈效果,并探讨了其耐蚀机理。实验结果表明,HP阻锈剂是一种阳极型阻锈剂,它通过提高钢筋的半电池电位,促进阳极极化而改善钢筋的耐蚀性能。这种阻锈剂性能稳定,受环境介质变化影响小,对钢筋基体具有良好的保护作用。几种评价方法在实验结果上具有基本规律的一致性,能正确评价钢筋阻锈剂的阻锈效果。     

阻锈剂对肋拱桥吊杆的缓蚀效果评价

通过实验室评价和现场检测相结合,评价了迁移型钢筋阻锈剂和压浆对吊杆钢丝的缓蚀作用。在实验室内进行钢丝全浸和对水泥试样间浸试验,利用电化学阻抗谱监测水泥试样中钢丝的腐蚀参数变化,并用极化曲线初步评定了阻锈剂对钢丝点蚀的影响作用;在大桥现场,用电化学方法快速检测了钢丝的瞬时腐蚀电流。结果表明：阻锈剂的加入改善了钢丝的点蚀敏感性;在防腐蚀处理完成后一年多的时间里,各短吊杆位置钢丝的腐蚀均受到了不同程度的抑制;阻锈剂定期添加可以增强缓蚀作用。     

矿物掺合料对钢筋氯盐腐蚀行为的影响及其作用机理

用水泥提取液模拟混凝土孔隙液,用自腐蚀电位、动电位极化和电化学阻抗技术,研究单掺粉煤灰或矿粉、复掺粉煤灰和矿粉对混凝土中钢筋氯盐腐蚀行为的影响.结果表明,粉煤灰和矿粉均能有效降低钢筋受氯离子腐蚀的风险,减小腐蚀速率,并能不同程度地提高钢筋腐蚀的临界氯离子浓度.抑制氯离子腐蚀能力由强到弱依次为:矿粉>矿粉+粉煤灰>粉煤灰>水泥.且随氯离子浓度的增大,矿粉和粉煤灰的阻锈效率会有不同程度的下降.用矿粉和粉煤灰按适当比例复掺的方法来对抗氯离子腐蚀不仅经济,而且有不错的阻锈效果.     

一种新型复合钢筋阻锈剂

通过正交试验开发了一种复合混凝土钢筋阻锈剂。采用动电位极化曲线、电化学阻抗谱和盐水浸泡试验,测试了复合阻锈剂在模拟混凝土孔隙液中对钢筋的保护作用,结果表明,所开发的复合阻锈剂具有良好的防锈性能和较低的成本。     

复合型阻锈剂对混凝土中钢筋腐蚀性影响的电化学研究

应用4×4阵列丝束电极模拟研究了混凝土中钢筋的腐蚀。将混凝土试样浸泡在3％的NaCl溶液中,通过测量铁丝柬电极的自腐蚀电位,研究加入不同阻锈剂（NaNO2;NaNO2＋NaECO3;NaNO2＋苯胺）后对混凝土中钢筋腐蚀性的影响。实验结果表明：复合型阻锈剂（NaNO2＋苯胺）对混凝土中钢筋的防腐效果最好。它不仅可以保护混凝土不受外界腐蚀性介质的影响,还能使钢筋在混凝土中处于良好的钝化状态,从而延长了钢筋混凝土的使用寿命。     

一种新型钢筋阻锈剂

国内不少工程中使用的钢筋阻锈剂大都含有亚硝酸盐成分,对环境有一定危害作用。由于钼酸盐具有低毒和较好的缓蚀作用,制备了钼酸盐系阻锈剂。采用盐水浸渍试验、干湿冷热循环试验、失重和硬化砂浆等方法,对新型阻锈剂阻锈性能进行系统的评价,并与市售阻锈剂的性能进行了比较。在模拟液中对其阻锈性能作进一步的验证。结果表明,该阻锈剂是一种高效、环保的阻锈剂,在掺量3%时,能发挥最佳阻锈效果。     

水化响应纳米材料对钢筋混凝土整体耐蚀性能影响

研究了新型水化响应纳米材料作为混凝土抗侵蚀抑制剂对混凝土毛细疏水、离子传输、硫酸盐腐蚀以及钢筋阻锈性能的影响.水化响应纳米材料可以在海工低渗透性混凝土基础上进一步降低混凝土吸水率78％,降低氯离子扩散系数44％,硫酸盐耐蚀系数提升41％,同时降低钢筋宏电池累计腐蚀电量90％,实现钢筋混凝土结构整体耐蚀性能的大幅提升.     

一种Cr-Ni合金化耐蚀钢筋在氯盐环境中的腐蚀行为

通过加速腐蚀试验(盐雾和周浸)、电化学试验等方法研究了一种Cr-Ni合金化耐蚀钢筋和普通钢筋HRB400在氯盐环境中的耐蚀性,并通过扫描电镜(SEM)、电子显微探针分析(EMPA)和X射线衍射(XRD)等技术手段分析了锈层的形貌和组成。结果表明:在碱性和中性NaCl溶液中合金化耐蚀钢筋的耐氯离子腐蚀能力较好;在盐雾、周浸腐蚀试验中的腐蚀速率分别为普通钢筋的19.4%和12.3%;普通钢筋加速腐蚀后的锈层较厚,且为单层疏松结构,其锈层主要由Fe_3O_4、α-FeOOH和β-FeOOH构成;而Cr-Ni合金化耐蚀钢筋的锈层相对较薄,为多层致密结构,主要组成为Fe_3O_4、α-FeOOH、β-FeOOH、γ-FeOOH、CrOOH和α-Fe_2O_3;合金元素Cr和Ni通过提高钢筋的自腐蚀电位,降低腐蚀敏感性,促进保护性锈层的产生,提高了钢筋在氯盐环境中的耐蚀性。     

混凝土劣化与钢筋腐蚀耦合参数加速试验设计

考虑钢筋材质、混凝土碳化及氯离子浓度变化对钢筋混凝土结构防腐性能的影响,本文通过采用统一的混凝土试验模块、加速试验条件和评判方法,引入包含钢筋腐蚀速率、氯离子含量、碳化深度等参数的电化学综合评价体系,从混凝土与钢筋的不同角度,综合有效地评判增强材料与技术的试验效果。     

糖苷对碱性溶液中钢筋表面钝化膜性能的影响

利用动电位极化和表面形貌观察技术,结合电容-电位曲线测量和Mott-Schottky分析,探讨了糖苷化合物对钢筋在含3.5%NaCl的Ca(OH)₂饱和溶液中的缓蚀行为和表面钝化膜性能的影响。结果表明,糖苷阻锈剂的加入可有效减缓钢筋的腐蚀,促进钢筋表面的钝化,提高钢筋耐Cl^-侵蚀能力;阻锈剂虽未改变钢筋表面钝化膜的半导体性能,但钝化膜内载流子密度却显著下降;钝化膜致密性分析表明,随糖苷浓度增大,钢筋表面钝化膜稳定性和致密性逐渐增强,耐蚀性提高。     

NaNO_2对含有防冻剂的混凝土中钢筋的阻锈作用研究

采用电化学测试技术、海水浸泡试验,研究了NaNO_2在掺有防冻剂的钢筋混凝土中的阻锈作用研究结果表明,钢筋在本试验条件下,主要发生孔蚀:NSNO_2是抑制混凝土中钢筋发生孔蚀的一种较好缓蚀剂,其适宜的添加量为水泥重量的4%.     

有机氨基醇阻锈剂在混凝土模拟孔隙液和砂浆试块中对钢筋的阻锈作用

制备了有机氨基醇阻锈剂(ZX),通过干湿循环实验、线性极化(LPR)和电化学阻抗谱(EIS)测试、扫描电镜(SEM)分析,研究了ZX以及N,N-二甲基乙醇胺(DMEA)在混凝土模拟孔隙液以及砂浆试块中对钢筋的阻锈作用.结果 表明,在混凝土模拟孔隙液中加入ZX以及DMEA均有良好的阻锈效果;干湿循环实验中,当掺量为0.7...