混凝土鋼筋腐蝕的電化學(xué)機理研究.pdf

1、鋼筋混凝土耐久性問題涉及各類工程的有效使用年限,而研究混凝土鋼筋自然腐蝕所需的時間往往很長,試樣不容易獲取,因而研究試件常常通過電化學(xué)快速腐蝕得到,研究該過程腐蝕機理才能更好地模擬混凝土中的鋼筋腐蝕規(guī)律,提高混凝土耐久性預(yù)測的準(zhǔn)確性。本文以嵌入混凝土中的CRB550鋼筋為研究對象,通過測量混凝土鋼筋的腐蝕速率,混凝土中鋼筋與甘汞電極組成的原電池的開路電位,以及利用設(shè)置在鋼筋表面的銀/氯化銀電極來原位檢測混凝土鋼筋腐蝕過程中表面氯離子濃度

2、,應(yīng)用氯離子擴(kuò)散理論、腐蝕電化學(xué)理論對混凝土鋼筋試件的腐蝕機理進(jìn)行實驗研究。
　　 (1)通過改變混凝土鋼筋的外界氯離子濃度和外加電壓大小等,對養(yǎng)護(hù)28天的混凝土試件進(jìn)行了分組測量其塔菲爾極化曲線,進(jìn)而得到混凝土腐蝕速率。鋼筋混凝土在腐蝕的O～5h時,腐蝕速率隨著時間增加逐漸增大,當(dāng)腐蝕時間在15～20h時,腐蝕速率達(dá)到最大;在外加電壓為2V,且氯離子質(zhì)量分?jǐn)?shù)為5%時,其腐蝕速率高達(dá)83.89mm/a。其中在4種不同的電壓中,以

3、3V對混凝土腐蝕速率的影響最為顯著。
　　 (2)當(dāng)外加電壓為2V時,混凝土鋼筋在腐蝕進(jìn)行8h后,塔菲爾極化曲線上,逐漸出現(xiàn)了一處明顯的凹陷,這說明在該點腐蝕電流突然增大,氯離子的濃度在混凝土鋼筋不斷的積累,而氯離子在鋼筋腐蝕過程中起著催化作用,使得混凝土鋼筋腐蝕速率加快,且鋼筋表面發(fā)生了點蝕;環(huán)境中氯離子濃度越高,混凝土鋼筋發(fā)生點蝕越明顯。
　　 (3)從循環(huán)伏安曲線可以看出,混凝土鋼筋試件在外加電壓為2V時,5.5%

4、和7.5%的NaCl溶液環(huán)境中主要腐蝕產(chǎn)物為Fe(OH)2;混凝土鋼筋試件在外加電壓為4V時,在5.5%和7.5%的NaCI溶液環(huán)境中主要腐蝕產(chǎn)物為紅褐色的Fe(OH)3。
　　 (4)置于鋼筋表面的銀/氯化銀電極電位隨著混凝土腐蝕的時間增加而逐漸變大,表明混凝土鋼筋在外加電壓下快速腐蝕時,氯離子在電壓作用下催化鋼筋腐蝕,不斷被消耗;隨著外加電壓增加,銀/氯化銀電極電位增加的速度加快;當(dāng)氯離子濃度較高時,混凝土表層發(fā)生碳化,內(nèi)部