Cl~-与SO_4~(2-)共同作用下开裂混凝土中钢筋的电化学特征

在地下结构和沿海结构的工作环境中常存在着Cl~-、SO_4~(2-)等,且混凝土结构受到收缩、徐变、荷载等的影响,常处于带裂缝的工作状态,此类结构中钢筋的锈蚀过程比较复杂。本文设计了耐久性试验,采用预裂法制作开裂混凝土试件,利用腐蚀电位、线性极化法、动电位极化法和电化学阻抗谱法研究了Cl~-和不同SO_4~(2-)浓度混合溶液下开裂混凝土内钢筋的电化学特征。结果表明:在Cl~-和SO_4~(2-)混合溶液中,当SO_4~(2-)浓度增大时,开裂混凝土内钢筋的腐蚀电位随之增大,钢筋锈蚀的概率随之减小,钢筋的腐蚀电流密度随之降低;SO_4~(2-)抑制了开裂混凝土内钢筋的锈蚀进程。     

兰州地下工程混凝土中钢筋腐蚀防护试验研究

针对兰州地铁建设中地下水SO2-4和Cl-含量较高的问题,基于钢筋混凝土结构中的钢筋腐蚀,通过设计2种模拟液和3种混凝土配合比,选择合适的混凝土配合比,采用CS350电化学工作站,对混凝土中钢筋的电化学腐蚀行为进行研究.结果表明:通过腐蚀电流密度与钢筋锈蚀程度的对应关系,只有浸泡溶液NaCl浓度为20g/L、MgSO4浓度为5g/L中第二种配合比混凝土中钢筋未产生腐蚀,其他5种钢筋均出现了不同程度的低腐蚀现象.通过2种模拟液不同配合比混凝土中钢筋的腐蚀速率对比分析,除了其中一组,其他几组均为混凝土水灰比越小,混凝土中钢筋的腐蚀速率越小;选择第二种混凝土配合比为较优混凝土配合比.     

镁铝双金属氢氧化物对Cu~(2+)的吸附

为研究镁铝双金属氢氧化物(MgAl-LDHs)对铜离子的吸附性能,采用了共沉淀的方法合成了镁铝双金属氢氧化物(MgAl-LDHs),并利用镁铝双金属氢氧化物(MgAl-LDHs)对铜离子进行吸附,同时考察了溶液p H值、吸附时间、吸附剂用量、溶液初始浓度对铜离子吸附率的影响,并利用XRD对产品结构进行了表征。结果表明:在常温时,当溶液pH为9、吸附时间为160 min、吸附剂用量为4 g、溶液初始浓度为25 mmol/L的条件下,MgAl-LDHs对铜离子的吸附率达到最大值为90.84%。     

LDHs对碱激发矿渣模拟孔隙液中钢筋Cl-腐蚀的影响

为揭示硝酸根与亚硝酸根插层镁铝层状双氢氧化物(MgAl-NO3 LDHs、MgAl-NO2 LDHs)在碱激发矿渣模拟孔隙液中对钢筋Cl-腐蚀的影响,采用等温吸附、自腐蚀电位、电化学阻抗谱、动电位极化方法对比研究了焙烧还原法所制MgAl-NO3 LDHs、MgAl-NO2 LDHs的Cl-吸附与对钢筋的阻锈性能,并利用X射线衍射(XRD)和傅里叶红外光谱(FTIR)观察了MgAl-NO3 LDHs、MgAl-NO2 LDHs吸附Cl-前后微结构的变化.结果表明:MgAl-NO3 LDHs、MgAl-NO2 LDHs在碱激发矿渣模拟孔隙液中的Cl-饱和吸附量分别为31.312、30.878 mg/g,与在水泥模拟孔隙液中的Cl-饱和吸附量相比更低,但其pH值降幅较小;MgAl-NO3 LDHs在碱激发矿渣模拟孔隙液中对钢筋的缓蚀效率为81.8％,优于在水泥模拟孔隙液中对钢筋的缓蚀效率40.3％,且MgAl-NO2 LDHs的缓蚀效率相比MgAl-NO3 LDHs更高.不同层间、竞争性阴离子的交换是导致MgAl-NO3 LDHs、MgAl-NO2 LDHs在不同模拟孔隙液中对钢筋Cl-腐蚀的缓蚀效果优劣的主要原因.     

胶凝材料组成对钢筋混凝土耐久性的影响

利用电化学阻抗法和压汞法等研究了外渗氯盐条件下胶凝材料组成对钢筋混凝土耐久性的影响,结果表明:随胶凝材料中粉煤灰或矿渣含量的提高,钢筋混凝土耐久性、混凝土电阻率和钢筋电荷转移电阻先增加后减少,钢筋腐蚀速率则先减少后增加;氯离子临界浓度随钢筋周围溶解氧含量的提高及Ca(OH)2含量的降低而降低;掺合料取代部分水泥后提高了混凝土的致密性,增大了电荷转移电阻,提高了钝化膜的稳定性,同时会降低混凝土内的Ca(OH)2含量,引起氯离子临界浓度下降.     

火电厂水冷壁管材T23在SO_4~(2-)溶液中的腐蚀行为

通过常温电化学实验和高温挂片实验,研究了模拟给水弱氧化性全挥发处理AVT(O)溶液中SO2-4含量对T23钢腐蚀行为的影响,并采用电化学动电位扫描、交流阻抗技术、电子扫描显微(SEM)及X射线衍射技术(XRD)进行分析和表征。研究结果表明,SO2-4和OH-在金属表面存在竞争吸附,阻碍了OH-对金属的钝化作用,促进了金属的点蚀;常温条件下,SO2-4为侵蚀性阴离子,随着SO2-4浓度的增加,T23的点蚀诱发敏感性升高,T23电极的Ecorr降低,Icorr升高,腐蚀加剧;高温条件下,随着SO2-4浓度的增加,材料腐蚀加剧,但不引起材料表面钝化膜成份的改变。     

混凝土在硫酸盐-氯盐环境下的损伤失效研究

研究了水胶比为0.37,0.45普通混凝土在3种单一硫酸盐溶液(2.5%,5.0%,10%Na2SO4溶液),3种复合溶液(10%Na2SO4 (0,7%,13%)NaCl溶液)中浸烘循环,其相对动弹性模量Erd演化规律.实验结果表明:混凝土损伤演化过程包括初始劣化段,性能改善段和性能劣化段.其损伤演化方程由线性函数和二次函数构成的分段函数描述,二次项系数改变反映了腐蚀溶液中硫酸盐浓度和氯盐浓度的影响.随硫酸盐浓度增加,混凝土损伤劣化速度加快;复合溶液中氯盐存在,延缓了混凝土损伤劣化速度.为阐明该结果,用TG-DSC-XRD分析了相同W/B水泥静浆在不同腐蚀龄期、腐蚀溶液中的腐蚀产物.     

在混凝土模拟孔隙液中癸二酸二异辛酯的缓蚀特性研究

采用动电位极化曲线和电化学阻抗谱研究了癸二酸二异辛酯在模拟混凝土孔隙液中对钢筋的保护作用.癸二酸二异辛酯的加入导致混凝土钢筋的腐蚀电位正移,对钢筋的阳极电化学过程有抑制作用.其缓蚀效果随癸二酸二异辛酯浓度增加而增加,当癸二酸二异辛酯的浓度为2%时,对含有400mg/LCl-的混凝土模拟液中钢筋电极的缓蚀效率为78.5%.氯离子含量是影响钢筋腐蚀性能和癸二酸二异辛酯阻锈剂作用的重要因素.癸二酸二异辛酯能够在钢筋表面形成沉淀性保护膜.     

PC-602缓蚀剂对氯化钠溶液中碳钢的缓蚀作用与机理

用失重法和电化学方法研究了PC-602缓蚀剂(化学组份为多元醇磷酸酯、聚磷酸盐和磷酸盐)对0.16～3.5%NaCl溶液(含Cl~-1000～22000ppm)中碳钢的缓蚀作用,测定了极化曲线。结果表明,100～300ppm缓蚀剂的缓蚀率可达95～97%,对阴极电化学过程有强烈的抑制作用。应用AES分析研究了缓蚀膜的化学组份及其深度分布,发现在Cl~-含量高于4000ppm的NaCl溶液中,Cl~-可嵌入碳钢表面形成的缓蚀膜表而层中,溶液中Cl~-浓度对Cl~-嵌入膜中的量有一定影响。     

分光光度法研究硫酸溶液中TX-100对低碳钢的缓蚀作用

本文采用分光光度法研究低碳钢在硫酸溶液中的腐蚀及TX—100对其腐蚀的影响。在30℃至45℃范围内,TX—100随浓度的增加表现出明显的缓蚀作用,且温度升高缓蚀作用增强。根据实验结果,对缓蚀机理和腐蚀动力学进行了研究。结果表明,TX—100的加入并不改变腐蚀反应的机理,缓蚀作用的重要原因是TX—100在低碳钢表面上发生了吸附,这种吸附符合Langmuir吸附方程式。     

海带提取物对盐酸溶液中碳钢的缓蚀性能

以水为溶剂,通过压榨、搅拌、抽滤、烘干获得海带提取物缓蚀剂,采用失重法、极化曲线、扫描电镜考察了海带提取物对盐酸溶液中碳钢的缓蚀性能.结果表明:60℃添加200mg/L海带提取物的1mol/L盐酸溶液中碳钢的腐蚀速率为6.88g/(m~2·h),缓蚀效率为95.19%,提取物在碳钢表面的吸附符合Langmuir吸附等温式.提取物对盐酸溶液中碳钢腐蚀的阴极过程和阳极过程均有抑制作用,腐蚀电位变化不大,表明提取物为混合型缓蚀剂.添加缓蚀剂后,腐蚀电流密度由9.00×10~(-2) A·cm~(-2)降至2.21×10~(-2) A·cm~(-2).扫描电镜照片表明,添加海带提取物后,盐酸溶液中碳钢的腐蚀被明显抑制,打磨划痕清晰可见,未见局部腐蚀发生.     

SO42-对X80管线钢在库尔勒土壤模拟溶液中腐蚀行为的影响

采用动电位极化和交流阻抗技术研究在库尔勒土壤模拟溶液中SO42-质量分数对X80管线钢腐蚀行为的影响,并利用金相显微镜观察不同SO42-质量分数下的腐蚀形貌.结果表明:X80管线钢在SO42-不同质量分数的库尔勒土壤模拟溶液中,其极化曲线呈现典型的活化溶解特征;随着SO42-质量分数的增加,X80钢的腐蚀速率呈现先增大、后减小的趋势;当SO42-质量分数为5％时,极化电阻Rp出现临界值,此时X80管线钢的腐蚀最严重;当SO42-质量分数为10％时,金属腐蚀反应严重受阻,其表面腐蚀现象不明显,只有几个小的腐蚀坑存在;溶液中的Cl-吸附在X80钢表面会导致金属发生腐蚀自催化过程;而SO42-优先于Cl-吸附在金属表面上,能够抑制Cl-对X80管线钢的腐蚀行为.     

硫酸介质中四唑类化合物对紫铜的缓蚀作用

采用动电位极化曲线和电化学阻抗谱(EIS)技术,研究5-(4-羟苯基)-1,2,3,4-四唑(4-HPTT)和5-(4-氨苯基)-1,2,3,4-四唑(4-APTT)在暴露于空气的0.5 mol/L H2SO4介质中对紫铜的缓蚀作用。结果表明:在0.5 mol/LH2SO4溶液中,4-HPTT和4-APTT对紫铜的缓蚀效率随浓度的增加而增大,当4-HPTT和4-APTT浓度为0.25 mmol/L时,缓蚀效率分别达到99.3%和97.6%;4-HPTT为阴极型缓蚀剂,而4-APTT为混合型缓蚀剂;加入4-HPTT和4-APTT后紫铜的腐蚀控制步骤由活化和扩散的混合控制过程改变为电荷转移过程;4-HPTT和4-APTT在紫铜/溶液界面的吸附遵循Langmuir吸附等温式。     

铁离子对曼尼希碱型盐酸缓蚀剂(FHS-A)缓蚀性能的影响

采用单因素实验,运用静态失重法考察Fe3+含量对曼尼希碱型盐酸缓蚀剂(FHS-A)缓蚀性能的影响.还考察了N80钢片在具有Fe3+的HCl溶液中的腐蚀速率随盐酸质量浓度和缓蚀剂质量分数的变化规律.结果表明:Fe3+对曼尼希碱型盐酸缓蚀剂(FHS-A)有一定的影响,随着Fe3+含量的增大腐蚀速率增大;随着缓蚀剂质量分数的增大腐蚀速率减小;随着盐酸质量浓度的增大腐蚀速率增大.根据实验结果,初步探讨了Fe3+对曼尼希碱型盐酸缓蚀剂(FHS-A)缓蚀性能的影响机理.通过电镜扫描和能谱分析,证实了Fe3对曼尼希碱型盐酸缓蚀剂(FHS-A)缓蚀性能的影响.     

硫酸溶液中[双(4-甲氧基苯基)]二硫代磷酸二乙铵对碳钢的缓蚀性能研究

合成了[双(4-甲氧基苯基)]二硫代磷酸二乙铵(DEDP),然后采用电化学法与失重法研究了DEDP作为新型缓蚀剂于硫酸溶液中对碳钢的缓蚀性能。研究结果表明:DEDP是一种抑制阳极反应为主的混合型缓蚀剂,在碳钢表面的吸附符合Langmuir吸附等温式,吸附自由能为-34.00 k J·mol-1,其吸附为自发进行的物理和化学吸附;同时,考察缓蚀性能的各影响因素发现,随DEDP浓度增加缓蚀率升高,相反随腐蚀体系温度升高、硫酸浓度增大和缓蚀液存储时间延长缓蚀率均下降;300 K条件下1.0MH_2SO_4溶液中DEDP浓度160 mg·L~(-1)时缓蚀率高于94%。     

低合金耐蚀钢筋在两种pH混凝土模拟孔溶液中的耐氯离子点蚀性能

对比研究了普通低碳钢筋(LC)和2种耐蚀钢筋(1%Cr和6%Cr)在未碳化(p H=12.6)与碳化(p H=10.6)模拟混凝土孔溶液中加入氯离子后的腐蚀行为.采用线性极化电阻(LPR)和电化学阻抗谱(EIS)表征钢筋的电化学行为,并通过扫描电子显微镜(SEM)和X射线能谱仪(EDS)对腐蚀产物进行微观形貌观察和元素分析.结果表明:在点蚀阶段,与LC钢筋相比,1%Cr钢筋的临界氯离子值未提高,而6%Cr钢筋则提高5~10倍;在腐蚀扩展阶段,1%Cr的耐蚀性能与LC钢筋相比有小幅提升,可能的原因是1%Cr钢筋中的Cr促使生成致密锈层.     

三嗪二硫醇类缓蚀剂在铜合金表面的吸附行为及缓蚀性能研究

目的研究一种均三嗪二硫醇类缓蚀剂(DBN)对铜合金耐蚀作用并分析其在铜合金表面的吸附行为。方法通过电化学方法和盐水实验研究质量浓度为3.5%NaCl溶液中DBN对铜合金的缓蚀作用;建立吸附模型分析缓蚀剂分子的吸附行为。结果铜合金的缓蚀效率随着DBN浓度的增加而增大;当DBN浓度为1.0mM时,缓蚀效率高达97.7%;DBN在铜合金表面的吸附遵循Langmuir吸附等温模型。结论添加DBN缓蚀剂可有效抑制铜合金在NaCl溶液中的腐蚀。     

非离子表面活性剂Tween 80对钢的缓蚀作用

用失重法研究了非离子表面活性剂Tween 80在三种无机酸介质 (HCl、H2 SO4 、H3PO4 )中对钢的缓蚀作用 .实验表明 ,非离子表面活性剂Tween 80在三种无机酸介质中对钢有较好的缓蚀作用 ,应用Langmuir吸附方程讨论了产生缓腐蚀作用的原因 ,分析比较了Tween 80在不同酸介质中缓蚀率的大小     

BTA对碳钢在LiBr溶液中腐蚀的影响

采用静态挂片法研究苯并三氮唑(BTA)对碳钢在 LiBr 溶液中腐蚀的影响,利用极化曲线探讨其缓蚀作用的机理.实验表明 BTA 对碳钢在 LiBr 溶液中有一定的缓蚀作用,其中添加0.020 mol·L~(-1)BTA 和0.20 mol·L~(-1) LiOH 能显著抑制 LiBr 溶液对碳钢的腐蚀。BTA 可能是在碳钢表面形成一层 Fe-BTA 吸附膜,阻滞阳极反应从而起到缓蚀作用。     

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.