碱源对钢表面原位生长LDH抗腐蚀膜的影响

为提升建筑用钢抗腐蚀性能,采用水热法在钢表面原位生长Co-Al-CO₃^2-层状双金属氢氧化物(LDH)防锈膜,并研究了尿素,碳酸钠,碳酸氢钠作为碱源对反应体系的影响,揭示了钢表面生长LDH膜的关键因素.同时,对不同尿素浓度下生长的LDH膜微观结构进行了对比,结合电化学法表征了LDH膜的抗腐蚀性能,分析了尿素浓度的影响规律.结果表明：尿素作为碱源时才能在钢上原位生长LDH;尿素在常温下呈中性,Al³⁺水解形成无定形氢氧化铝沉积在钢表面作为LDH晶核;反应温度升高后尿素会水解使溶液呈碱性,利于LDH晶核生长成膜;当尿素浓度较低时,LDH片尺寸较大,膜有较多孔洞;当尿素浓度较高时,LDH片尺寸较小但会相互挤压产生裂纹;当尿素浓度为0.375 mol/L时,LDH膜生长致密,并具有良好抗腐蚀性能.     

钢筋混凝土通电加速锈蚀行为可视化表征

采用微米级X射线计算机断层扫描技术(XCT)对砂浆试块内钢筋的通电加速锈蚀过程进行跟踪测试,建立了一套基于XCT技术来研究钢筋通电加速锈蚀的无损测试方法,实现了钢筋锈蚀过程中钢筋和锈蚀产物的形貌变化的三维可视化表征和锈蚀损失的量化参数确定。结果表明:在空间上,通电加速锈蚀使钢筋产生沿高度方向较为均匀的锈蚀;在时间上,通电初期前2 h为钢筋的脱钝起锈阶段,锈蚀速率明显低于理论通电锈蚀速率;而后锈蚀速率接近于Faraday定律估计的理论值。     

钢筋通电锈蚀过程电流有效性分析

外加电流加速锈蚀是钢筋锈蚀研究中广泛应用的方法.为探究外加电流在钢筋加速锈蚀过程中的实际消耗,通过微米级X射线计算机断层扫描(X-ray computed tomography,XCT)技术对砂浆试块内钢筋的通电加速锈蚀过程进行跟踪测试,实现不同阶段钢筋锈蚀质量损失的量化,进而获得各个阶段电流有效系数.试验结果表明,XCT技术可进行钢筋锈蚀过程的无损跟踪、锈蚀形貌表征和锈蚀参数量化.通过量化电流有效系数可得,受钢筋脱钝、电解水反应和钢筋自然锈蚀的影响,不同锈蚀阶段的电流有效系数存在差别.保护层在开裂前发生钢筋脱钝和电解水反应,电流有效系数偏低;开裂后由于钢筋自然锈蚀,电流有效系数偏高.     

基于XCT技术的混凝土智能缓蚀系统性能表征

为优化对钢筋混凝土结构中钢筋的保护,设计了1套基于微胶囊的智能缓蚀系统(其中的微胶囊以乙基纤维素为囊壁,分别以单氟磷酸钠和亚硝酸钠为囊芯)并就其缓蚀性能进行了研究.利用XCT(X射线层析成像)技术进行钢筋锈蚀过程跟踪测试并对微胶囊的缓蚀效果进行了分析.结果表明:混凝土智能缓蚀系统对其中的钢筋起到了显著保护作用,缓蚀效果明显;在干湿循环试验中,相较于空白样,亚硝酸钠系统和单氟磷酸钠系统中的钢筋起锈时间分别延缓648,216h,开裂时间相应延缓432,144h;在干湿循环648h后,亚硝酸钠系统和单氟磷酸钠系统中的钢筋锈蚀率分别为1.93%,3.06%,均明显低于空白样(锈蚀率为10.46%).     

碱激发锂渣人造骨料的制备和性能表征

锂渣是锂电池产业的重要工业废渣之一.以锂渣为原材料,利用碱激发技术制备人造骨料,并研究锂渣和激发剂用量对人造骨料性能的影响.采用颗粒强度仪测试锂渣人造骨料的单颗强度,并依照标准规范对人造骨料的其他物理性质,如成型类型、粒度分布和吸水率进行了表征与分析.使用扫描电子显微镜(SEM)研究人造骨料的微观结构,并通过X射线计算机断层扫描技术(XCT)进一步表征人造骨料内部结构.结果表明,最优配合比的骨料(LS50-6)的抗压强度可以达到5.25 MPa,并具有较高的早强性能.微观结构上,锂渣含量增加会导致骨料的致密性降低,而激发剂用量增加会导致骨料的致密性增强,且骨料的孔隙分布呈现从外到内逐渐增大的形态.这些性能使得该锂渣骨料在轻质混凝土中应用具有潜在的前景.     

基于电沉积水热法的钢表面Mg-Al-NO3-LDH膜原位生长制备及沉积电位优化

为提升建筑用钢的耐久性,通过电沉积法在钢表面形成层状双氢氧化物（LDH）晶核,再通过水热反应让LDH晶核生长成形成致密的Mg-Al-NO₃-LDH膜,分析了电沉积电位对钢基底表面LDH膜生长的影响,讨论了LDH膜的形成机理.结果表明,当电沉积电位为-1.4 V（相对于Ag/AgCl电极）时,LDH纳米片聚集堆叠致密,形成的LDH膜结构最为密实,实现了对钢基底良好的锈蚀防护.     

水泥基材料离子迁移过程的可视化与定量分析

氯离子的侵蚀是引起滨海混凝土钢筋锈蚀的关键因素之一.为探索离子在水泥基材料中的原位迁移过程,利用X射线计算机断层扫描(X-ray computed tomography, XCT)技术,以碘化物为示踪剂,对掺有粉煤灰的水泥基材料的离子迁移过程进行无损分析.结果表明,XCT技术可以对离子在水泥基材料中的迁移过程进行无损、可视化跟踪,并能精确定量离子在样品内的浓度分布.将XCT与滴定法分别测得的离子浓度进行对比,证明了XCT测试结果的准确性.     

金属离子浓度对Q235钢上Mg/Al-CO -LDH防锈膜原位生长的影响

为延缓钢筋腐蚀，采用水热法结合尿素水解在Q235钢上原位合成了Mg/Al-CO32--层状双金属氢氧化物（LDH）新型无机防锈膜，并研究了不同金属离子浓度的反应溶液对LDH膜钢片抗氯盐腐蚀能力的影响；采用X射线衍射（XRD）、衰减全反射傅里叶红外光谱（ATR-FTIR）及扫描电子显微镜（SEM）表征了LDH膜的物质组成和外貌结构特征，并用电化学测试评价了LDH膜的防腐性能.结果表明：在低金属离子浓度下制备的LDH膜结晶度较低，尺寸较大，膜厚度较小；高金属离子浓度时会生成富余的碳酸镁杂质，不利于LDH生长晶核活性位点的形成；而在c（Mg²⁺）=0.050 0 mol/L、c（Al³⁺）=0.025 0 mol/L以及c（尿素）=0.375 0 mol/L条件下通过水热法制备的Mg/Al-CO32--LDH膜具有较好的结晶度和致密性，对钢片腐蚀起到保护作用.     

碳钢表面生长不同阳离子层状双金属氢氧化物膜及耐碱耐蚀性能

碳钢在海洋环境下的锈蚀尤为严重,层状双金属氢氧化物(LDH)因可设计性而在金属防腐上拥有巨大潜力。通过电沉积–水热法在碳钢表面原位生长Zn/Al-NO₃^--LDH和Mg/Al-NO₃^--LDH膜,并研究两者在混凝土高碱性环境下的适应性和在氯化钠溶液中的阻锈性能。结果表明：在高碱性饱和Ca(OH)₂溶液中,Zn/Al-NO₃^--LDH膜难以稳定存在而新生成Ca/Al-NO₃^-/OH^--LDH和部分无定形氢氧化物,Mg/Al-NO₃^--LDH膜则保持稳定且阴离子交换为Mg/Al-NO₃^-/OH^--LDH膜。电化学结果显示在3.5%(质量分数)NaCl溶液中,Mg/Al-NO₃^--LDH膜拥有更高的阻抗和更低的腐蚀电流密度,...     

矿渣混凝土氯离子渗透的电化学阻抗谱分析

为改进传统的氯离子渗透混凝土深度测试技术,分析不同矿渣掺量对氯离子渗透深度的影响,通过多组不同矿渣掺量混凝土的氯离子渗透实验,并采用等效电路模型,对混凝土电化学阻抗数据进行了测试.结果表明,在混凝土中掺入矿渣能降低氯离子的渗透深度,氯离子渗透的深度与等效电路元件的拟合值有较强的线性关系.在电化学性能改变的基础上,通过分析不同矿渣掺量,可以预测混凝土中氯离子的渗透深度.