鋼筋混凝土腐蝕控制中探針技術及多功能鋼筋緩蝕劑的研究.pdf

1、鋼筋混凝土是當今世界最普遍使用的建筑材料，廣泛應用于各種基礎設施。由鋼筋腐蝕引起的鋼筋混凝土結構過早失效問題，造成巨大經(jīng)濟損失和社會危害。鋼筋混凝土的腐蝕與防護已成為世界性的研究熱點和難點?；炷撂蓟吐入x子侵蝕是引起混凝土中鋼筋腐蝕的主要原因。發(fā)展混凝土結構中鋼筋腐蝕和防護的電化學探針監(jiān)測技術對預測和判斷鋼筋混凝土結構耐久性、安全性和使用壽命，對腐蝕防護措施的選擇和優(yōu)化等具有重要理論和實際意義。使用緩蝕劑是一種簡單、經(jīng)濟、有效的腐蝕防

2、護措施，目前常用的緩蝕劑主要為亞硝酸鹽類及其它有機復合物，緩蝕效果較好，但其毒性會對環(huán)境造成污染。針對鋼筋混凝土腐蝕監(jiān)測和防護中存在的問題，本工作發(fā)展了陣列電極技術和復合pH/Cl-探針技術，考察混凝土腐蝕微環(huán)境以及電化學除氯對鋼筋腐蝕行為的影響;發(fā)展了一種多功能型緩蝕劑，并考察了其對混凝土中鋼筋的緩蝕作用，并探索其緩蝕機理。論文主要取得以下研究結果:
　　(1)發(fā)展了一種pH/Cl-復合探針技術，制備的W/WO3-pH探針和Ag

3、/AgCl-Cl-探針對混凝土環(huán)境中的pH值和Cl-濃度有良好的響應。利用復合探針技術對電化學除氯過程混凝土腐蝕微環(huán)境進行原位監(jiān)測。結果表明，電化學除氯可明顯降低混凝土孔隙液中Cl-濃度，短時間內可提高鋼筋附近孔隙液的pH值。電化學除氯施加的陰極電流使鋼筋處于陰極極化狀態(tài)，除氯完成后混凝土中鋼筋的腐蝕電位明顯正移，腐蝕電流降低，鋼筋發(fā)生再鈍化，耐蝕性增強。
　　(2)發(fā)展了一維Fe-Ag/AgCl陣列電極技術，原位研究氯離子在鋼筋

4、/混凝土界面的Cl-濃度分布及其對鋼筋的影響。研究發(fā)現(xiàn)，在浸泡實驗的初期，鋼筋/混凝土界面Cl-濃度較低，鋼筋處于鈍化狀態(tài)，隨著浸泡時間的延長，鋼筋/混凝土界面的氯離子濃度升高，鋼筋的腐蝕電位逐漸負移，腐蝕傾向增大。在本實驗條件下鋼筋腐蝕的臨界氯離子濃度為0.12 mol/L。在混凝土中添加2％NaNO2緩蝕劑后，當受到0.75 mol/L Cl-侵蝕時，鋼筋仍處于鈍化狀態(tài)，說明NaNO2對鋼筋具有優(yōu)良的緩蝕作用。
　　(3)利用

5、混合沉淀、煅燒、離子交換制備了一種復合型緩蝕劑Zn-AlCLDHs-tar。在模擬混凝土孔隙液中考察了Zn-Al CLDHs-tar對鋼筋的緩蝕作用，發(fā)現(xiàn)在pH90.3 mol/L NaCl的混凝土孔隙液中緩蝕劑添加量為5 g/L時，緩蝕效率在浸泡24 h后可達91.33％。研究發(fā)現(xiàn)，復合型緩蝕劑Zn-Al CLDHs-tar在模擬孔隙液可釋放出酒石酸根離子，對鋼筋有良好的緩蝕作用;同時還能吸收溶液中的氯離子，并提高溶液的pH值，由此改