鋼筋混凝土腐蝕控制中探針技術(shù)及多功能鋼筋緩蝕劑的研究.pdf

1、鋼筋混凝土是當(dāng)今世界最普遍使用的建筑材料，廣泛應(yīng)用于各種基礎(chǔ)設(shè)施。由鋼筋腐蝕引起的鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)過(guò)早失效問(wèn)題，造成巨大經(jīng)濟(jì)損失和社會(huì)危害。鋼筋混凝土的腐蝕與防護(hù)已成為世界性的研究熱點(diǎn)和難點(diǎn)。混凝土碳化和氯離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(jié)構(gòu)中鋼筋腐蝕和防護(hù)的電化學(xué)探針監(jiān)測(cè)技術(shù)對(duì)預(yù)測(cè)和判斷鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)耐久性、安全性和使用壽命，對(duì)腐蝕防護(hù)措施的選擇和優(yōu)化等具有重要理論和實(shí)際意義。使用緩蝕劑是一種簡(jiǎn)單、經(jīng)濟(jì)、有效的腐蝕防

2、護(hù)措施，目前常用的緩蝕劑主要為亞硝酸鹽類及其它有機(jī)復(fù)合物，緩蝕效果較好，但其毒性會(huì)對(duì)環(huán)境造成污染。針對(duì)鋼筋混凝土腐蝕監(jiān)測(cè)和防護(hù)中存在的問(wèn)題，本工作發(fā)展了陣列電極技術(shù)和復(fù)合pH/Cl-探針技術(shù)，考察混凝土腐蝕微環(huán)境以及電化學(xué)除氯對(duì)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(duì)混凝土中鋼筋的緩蝕作用，并探索其緩蝕機(jī)理。論文主要取得以下研究結(jié)果:
　　(1)發(fā)展了一種pH/Cl-復(fù)合探針技術(shù)，制備的W/WO3-pH探針和Ag

3、/AgCl-Cl-探針對(duì)混凝土環(huán)境中的pH值和Cl-濃度有良好的響應(yīng)。利用復(fù)合探針技術(shù)對(duì)電化學(xué)除氯過(guò)程混凝土腐蝕微環(huán)境進(jìn)行原位監(jiān)測(cè)。結(jié)果表明，電化學(xué)除氯可明顯降低混凝土孔隙液中Cl-濃度，短時(shí)間內(nèi)可提高鋼筋附近孔隙液的pH值。電化學(xué)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(qiáng)。
　　(2)發(fā)展了一維Fe-Ag/AgCl陣列電極技術(shù)，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(duì)鋼筋的影響。研究發(fā)現(xiàn)，在浸泡實(shí)驗(yàn)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(shí)間的延長(zhǎng)，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(fù)移，腐蝕傾向增大。在本實(shí)驗(yàn)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(dāng)受到0.75 mol/L Cl-侵蝕時(shí)，鋼筋仍處于鈍化狀態(tài)，說(shuō)明NaNO2對(duì)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(fù)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(duì)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(shí)，緩蝕效率在浸泡24 h后可達(dá)91.33％。研究發(fā)現(xiàn)，復(fù)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(duì)鋼筋有良好的緩蝕作用;同時(shí)還能吸收溶液中的氯離子，并提高溶液的pH值，由此改