耐蚀钢筋在混凝土模拟液中的电化学行为

利用电化学阻抗谱法(EIS)对比研究了新型耐蚀钢筋(00Cr10MoV)和普通低碳钢筋(20MnSiV)在混凝土模拟液中的自钝化、碳化以及碳化与氯盐耦合作用下的电化学行为,并利用扫描电镜(SEM)观察了钢筋表面腐蚀产物的形貌.结果表明,00Cr10MoV钢筋在钝化期的致钝性明显优于20MnSiV钢筋,且在碳化、碳化与氯盐耦合作用下,00Cr10MoV钢筋的耐蚀性也更强.电化学参数拟合中,00Cr10MoV钢筋在碳化期的钝化膜电阻和电荷转移电阻分别约为20MnSiV钢筋的3倍和58倍;00Cr10MoV钢筋在碳化和氯盐耦合作用期的钝化膜电阻和电荷转移电阻相比于20MnSiV钢筋分别提高约89%和99%.碳化与氯盐耦合作用后,00Cr10MoV钢筋表面仅生成少量点蚀坑,而20MnSiV钢筋表面则出现大量疏松的腐蚀产物.     

热镀锌钢在模拟混凝土孔隙液中电化学腐蚀行为

采用电化学阻抗法研究了不同pH值、不同氯离子浓度条件下热镀锌钢在模拟混凝土孔隙液中的电化学腐蚀行为,建立了两种腐蚀等效电路模型,分析了腐蚀参数的变化规律.结果表明:当饱和Ca(OH)2溶液受到严重碳化(pH<11)时,热镀锌钢在该体系中会发生析氢反应,耐腐蚀性能降低;当饱和Ca(OH)2溶液受到较小程度的碳化(11.5≤pH<12.5)反而更有利于热镀锌钢的进一步钝化,耐腐蚀性能提高,pH=12.0时的年腐蚀率最小,仅为0.59μm/a,而pH=12.5时的年腐蚀速率约为1.21μm/a;当饱和Ca(OH)2溶液未碳化(pH=12.5)且NaC l浓度不超过0.5%时,热镀锌钢在该体系中所形成的钝化膜的耐蚀性能较好,不会发生析氢反应;随着碳化程度的增大,氯离子对热镀锌钢腐蚀作用加剧.     

氯离子电迁移下饱和Ca(OH)2中钢筋的锈蚀行为

利用电迁移加速氯离子在混凝土圆盘试件中传输的方法研究了模拟混凝土孔溶液(饱和Ca(OH)2)中钢筋的锈蚀行为,比较了粉煤灰(FA)、磨细矿渣(GGBS)与硅灰(SF)等矿物掺合料抑制氯离子电迁移及钢筋锈蚀的能力.采用腐蚀电位法、线性极化法和电化学阻抗谱法测试了钢筋的锈蚀程度,并采用压汞法(MIP)与扫描电子显微镜(SEM)分析了电迁移前后混凝土试件的微结构演变规律.结果表明,矿物掺合料能有效改善混凝土孔结构,明显降低氯离子电迁移速率与钢筋的腐蚀速率,但不同掺合料抑制钢筋锈蚀的能力有明显差异,由强到弱的规律为:SF>GGBS>FA.氯离子电迁移作用下饱和Ca(OH)2溶液中钢筋的锈蚀过程可分为3个阶段:钝化阶段、破钝初锈阶段与锈蚀扩展阶段.     

新型合金耐蚀钢筋Cr10Mo1的阴极行为及其阻抑机制

应用阴极动电位极化法研究比较了预先钝化合金耐蚀钢筋Cr10Mo1和普通碳素钢筋在不同Cl-浓度(0,0.2,0.6,1.0 mol/L)的模拟混凝土孔溶液(p H 13.5)中的阴极反应行为,结合Mott-Schottky方法测试钢筋钝化膜导电性能及XPS方法分析钝化膜组成结构,分析了2种钢筋阴极行为存在差异的原因,揭示了合金耐蚀钢筋阴极行为阻抑机制.结果表明:在相同Cl-浓度下,合金耐蚀钢筋阴极反应速率总是低于普通碳素钢筋,随Cl-浓度增大,这一差异更加明显.相比普通碳素钢筋,合金耐蚀钢筋钝化膜具有更低的载流子密度,更有利于阻碍阴极反应电子传递.Cr氧化物作为合金耐蚀钢筋钝化膜不同于普通碳素钢筋的关键成分,高浓度氯盐下仍可保持稳定并维持钝化膜层密实完整,继续阻碍钢筋阴极反应电子传递.     

Cr8Ni2合金耐蚀钢筋在不同pH值模拟混凝土孔溶液中的钝化行为

应用动电位极化、电化学阻抗谱与电容电位法等方法研究了Cr_8Ni_2合金耐蚀钢筋在不同pH值(13.5~9.0)模拟混凝土孔溶液中的钝化行为.结果表明:在相同pH值下,随着钝化时间延长,合金耐蚀钢筋钝化不断强化,3 d后钝化趋于稳定;随着pH值下降,合金耐蚀钢筋钝化并未弱化,反而显著增强,表明新型合金耐蚀钢筋在较低p H下亦能保持良好致钝性能.采用XPS分析合金耐蚀钢筋钝化膜组成结构,分析结果表明:合金耐蚀钢筋钝化膜为双层结构,外层主要为Fe_3O_4,Fe_2O_3及FeOOH(Fe(OH)_3),内层为Cr_2O_3和CrOOH(Cr(OH)_3).随着环境溶液pH值降低,合金耐蚀钢筋钝化膜Fe氧化物含量逐渐减少,而铬氧化物含量明显增大,低pH值下高含量Cr氧化物维持了合金耐蚀钢筋钝化膜良好稳定性和优越耐蚀性,从而使耐蚀钢筋钝化强化.     

Ni-Cr-Mo-Cu合金介质腐蚀和电化学腐蚀的性能

在Cr、Mo成分一定的情况下,通过改变Cu的质量分数(1%～5%),研究新型Ni-Cr-Mo-Cu高镍耐蚀合金在氧化性介质、还原性介质、氧化-还原性介质和质量分数6%的FeCl3中的耐蚀性能及其在H2SO4、HCl和FeCl3中的电化学行为.实验结果表明,w(Cu)=1%～5%的Ni-Cr-Mo-Cu合金具有优良的耐介质腐蚀、电化学腐蚀性能,在质量分数80%的H2SO4中钝化明显,在质量分数30%的HCl中自腐蚀电流低,在质量分数6%的FeCl3中有钝化区且未发生点蚀.4种实验材料中w(Cu)=3%的合金综合耐蚀性能最好,在质量分数80%的 H2SO4中有更宽的钝化平台和更低的维钝电流.     

阳离子类型对钢筋腐蚀临界氯离子浓度的影响

采用饱和Ca(OH)2溶液和水泥浸泡液2种混凝土模拟孔溶液,选用NaCl,KCl,MgCl2和CaCl2等4种氯盐,通过逐级添加氯盐方式腐蚀钢筋,以半电池电位法测得的自腐蚀电位和电化学阻抗技术测得的腐蚀电流密度分别判定钢筋起始腐蚀对应的临界氯离子浓度.研究结果表明:阳离子类型对钢筋腐蚀的临界氯离子浓度有明显影响;在饱和Ca(OH)2溶液中,Mg2+和Ca2+降低了钢筋腐蚀的临界氯离子浓度;在水泥浸泡液中,Mg2+和Ca2+则提高了钢筋腐蚀的临界氯离子浓度;在2种混凝土模拟孔溶液中,同价阳离子的临界氯离子浓度相同.     

含Cr低合金钢货油舱上甲板环境腐蚀行为

为了研制货油舱上甲板用低合金耐蚀钢和了解该环境下的腐蚀机理,采用自制的O2-CO2-SO2-H2S湿气腐蚀模拟装置,对不同Cr含量的低合金钢进行腐蚀行为研究.在进行腐蚀试验后,首先测量了腐蚀速率,然后应用SEM对腐蚀产物膜的微观形貌及结构进行分析,并通过EDS和XRD确定腐蚀产物膜的物相组成,采用EBSD手段分析大小角度晶界对腐蚀性能的影响.结果表明:模拟湿气腐蚀的腐蚀产物膜主要由α-FeOOH,γ-FeOOH,S,FeS2,Fe1-xS,FeS组成,且呈分层结构;3%Cr较1%Cr腐蚀速率显著下降;Cr含量上升到3%时,腐蚀产物膜内层出现明显的Cr富集;3%Cr较1%Cr含量实验钢的大角度晶界比例下降.Cr含量在一定范围内的提高有助于低合金钢表现出较好的耐蚀性能.     

电迁移加速氯盐传输作用下混凝土中钢筋锈蚀

采用电迁移氯离子法加速了混凝土中钢筋的锈蚀过程.应用腐蚀电位、线性极化法、电化学阻抗谱法和循环极化法对比了C50与C80混凝土试件中钢筋的锈蚀行为.比较了混凝土保护层的开裂情况和钢筋的腐蚀形貌.分析结果表明:掺硅灰的C80试件具有优化的孔结构和较大的电阻率,显著延缓了氯离子到达钢筋表面的时间,因而表现出较好的耐蚀性;而...     

恒电流脉冲法研究钢筋在模拟混凝土孔溶液中的腐蚀行为

通过恒电流脉冲法研究了钢筋在不同pH值模拟混凝土孔溶液中的腐蚀行为.应用时间常数与双电层电容计算了钢筋的极化电阻.结果表明:钝化钢筋的时间常数大于活化腐蚀钢筋,钝化钢筋的双电层电容比活化腐蚀钢筋小;腐蚀末期较好的抗腐蚀能力证实了钢筋在CP模拟液(pH13·6)中形成的钝化膜比在CH模拟液(pH12·5)中更致密,耐蚀性更好,而在CN模拟液(pH11·0)中基本无法形成完整的钝化膜;SO2-4与SiO2-3加入CP模拟液能提高钢筋的极化电阻,钢筋表面形成了更致密的钝化膜,在腐蚀末期钢筋表现出了更好的耐蚀性.最后,比较了恒电流脉冲、线性极化及电化学阻抗谱所测的极化电阻与腐蚀电流密度,表明这三种电化学方法在测试钢筋腐蚀速率方面具有较好的相关性.