氯离子对钢筋腐蚀行为的影响及其缓蚀剂的研究

发布时间：2017-05-21 11:23

  本文关键词：氯离子对钢筋腐蚀行为的影响及其缓蚀剂的研究，由笔耕文化传播整理发布。

【摘要】： 钢筋腐蚀是导致钢筋混凝土结构耐久性下降的首要因素,是全世界普遍关注的一大灾害。钢筋在混凝土中能否保持钝态免受腐蚀,主要取决于所处环境的物理化学条件。混凝土碳化和氯离子侵蚀是引起钢筋腐蚀的主要原因。尽管人们对混凝土中钢筋的腐蚀与防护进行了大量研究,但仍存在许多争议。本工作应用电化学技术和表面分析技术相结合的研究方法,探索了钢筋的缓蚀剂保护方法和外界环境对混凝土中钢筋腐蚀行为的影响,主要研究内容和结果如下: (1)应用极化曲线法和电化学阻抗技术,结合XPS表面分析技术,探明了十二烷基肌氨酸钠及其与L-组氨酸、钼酸钠复配后对模拟混凝土孔隙液中钢筋的缓蚀作用,初步分析了其缓蚀机理。结果表明,当十二烷基肌氨酸钠的加入量为100mg/L时,对含0.6mol/L NaCl的模拟混凝土孔隙液中钢筋的缓蚀效果最好,其缓蚀机理可能是其中的N、O原子与钢筋通过螯合作用形成稳定的五元环,在钢筋表面形成一层吸附保护膜。复配缓蚀剂的缓蚀效果优于单一缓蚀剂,当上述三种缓蚀剂的含量分别为100mg/L,300mg/L,500mg/L时,其缓蚀效果达到最佳。 (2)通过对NO_2~-和Cl~-对钢筋在不同pH的模拟混凝土孔隙液中的腐蚀行为的研究,表明钢筋耐蚀性与溶液中NO_2~-和Cl~-的浓度及pH值相关;pH值的降低和Cl~-浓度的增高都会使钢筋的耐蚀性降低。在含Cl~-的模拟液中,随着NO_2~-浓度的升高,钢筋的腐蚀速率降低。电化学技术和SEM技术一致证实,在pH值为12.50和10.50的模拟液中,当[NO_2~-]/[Cl~-]≥0.4时,NO_2~-对钢筋具有良好的阻锈作用。 (3)初步建立利用电化学技术和探针技术原位检测混凝土中钢筋腐蚀参数的方法。结果表明,制备的Cl~-和pH探针可以有效地跟踪监测混凝土中Cl~-浓度和pH值,当混凝土中Cl~-添加量大于2%(相对于水泥质量)时,钢筋的腐蚀速率明显变大,耐蚀性降低;浸泡于3.5%NaCl溶液中的钢筋混凝土,其钢筋/混凝土界面的Cl~-浓度先急剧上升,后变化缓慢,pH值则先降低,后升高,之后又出现下降趋势,浸泡14天后,钢筋的极化电阻显著降低,腐蚀速率增大。
【关键词】：钢筋 缓蚀剂 氯离子
【学位授予单位】：厦门大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2009
【分类号】：TG174.42
【目录】：

• 中文摘要12-13
• 英文摘要13-15
• 第一章 绪论15-33
• 1.1 钢筋混凝土结构耐久性概述15-17
• 1.2 混凝土中钢筋的钝化与去钝化及其影响因素17-20
• 1.2.1 钢筋的钝化17-18
• 1.2.2 混凝土碳化诱发钢筋去钝化的机制18
• 1.2.3 氯化物侵蚀诱发钢筋去钝化的机制18-20
• 1.3 混凝土中钢筋的保护措施20-21
• 1.4 钢筋缓蚀剂21-24
• 1.4.1 缓蚀剂的发展简史22-23
• 1.4.2 缓蚀剂的分类23-24
• 1.5 本论文的研究目的和设想24-26
• 参考文献26-33
• 第二章 实验方法33-43
• 2.1 电化学技术33-37
• 2.1.1 极化曲线法33-34
• 2.1.2 线性极化法34
• 2.1.3 动电位阳极极化曲线34-36
• 2.1.4 电化学阻抗谱36-37
• 2.2 扫描电子显微镜37
• 2.3 X射线光电子能谱37-39
• 2.4 探针技术39-41
• 2.4.1 pH探针39-40
• 2.4.2 Ag/AgCl探针技术40-41
• 参考文献41-43
• 第三章 亚硝酸盐和氯离子对模拟混凝土孔隙液中钢筋腐蚀行为的影响43-60
• 3.1 引言43-44
• 3.2 实验44-45
• 3.2.1 钢筋电极的制备44
• 3.2.2 试剂及其溶液44
• 3.2.3 电化学测试44-45
• 3.2.4 钢筋表面形貌的测试45
• 3.3 结果与讨论45-56
• 3.3.1 不同的NaNO_2浓度对含NaCl模拟液中钢筋腐蚀行为的影响45-49
• 3.3.2 溶液pH值对钢筋腐蚀行为及NaNO_2缓蚀作用的影响49-52
• 3.3.3 钢筋钝化膜的表面形貌变化52-56
• 3.4 结论56-57
• 参考文献57-60
• 第四章 十二烷基肌氨酸钠对模拟混凝土孔隙液中钢筋的缓蚀作用60-74
• 4.1 引言60-61
• 4.2 实验61-62
• 4.3 结果与讨论62-71
• 4.3.1 单一缓蚀剂对钢筋的缓蚀作用62-66
• 4.3.2 复配缓蚀剂对钢筋的缓蚀作用66-68
• 4.3.3 添加十二烷基肌氨酸钠后钢筋钝化膜的变化68-70
• 4.3.4 十二烷基肌氨酸钠的缓蚀机理70-71
• 4.4 结论71-72
• 参考文献72-74
• 第五章 氯离子对混凝土中钢筋腐蚀行为的影响74-86
• 5.1 引言74-75
• 5.2 实验75-77
• 5.2.1 Cl~-探针的制备75
• 5.2.2 pH探针的制备75-76
• 5.2.3 钢筋混凝土试样的制备76-77
• 5.2.4 电化学测试77
• 5.3 结果与讨论77-83
• 5.3.1 Cl~-探针的工作曲线77
• 5.3.2 pH探针的工作曲线77-78
• 5.3.3 添加Cl~-对混凝土中钢筋腐蚀行为的影响78-80
• 5.3.4 钢筋/混凝土界面Cl~-浓度和pH值的变化80-81
• 5.3.5 钢筋/混凝土界面Cl~-浓度和pH值的变化对钢筋腐蚀行为的影响81-83
• 5.4 结论83-84
• 参考文献84-86
• 作者攻读硕士学位期间发表与交流的论文86-87
• 致谢87

【引证文献】

中国期刊全文数据库 前3条

1 林碧兰;徐玉野;;HRB400钢筋在模拟混凝土孔隙液中的电化学腐蚀行为[J];长江大学学报(自然科学版)理工卷;2010年04期

2 王明铭;安晓雯;王维;刘倩;仉春华;许英梅;;复合CMA环保型融雪剂对碳钢的腐蚀率研究[J];化学世界;2011年10期

3 黄友明;张小玉;;浅谈外加剂中氯离子化学分析方法的探讨[J];黑龙江交通科技;2013年05期

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1 王翠翠;使用环境对混凝土氯离子传感器工作性能的影响[D];哈尔滨工业大学;2011年

2 马志超;混凝土钢筋腐蚀的电化学研究[D];长沙理工大学;2012年

3 王佳妮;几种钢材小孔腐蚀早期电化学行为的研究[D];北京化工大学;2013年

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本文编号：383521