钢筋阻锈剂的钢筋砼结构中的应用和发展

钢筋腐蚀已成为混凝土破坏的主要原因,本文讨论了钢筋阻锈剂在钢筋砼结构中防腐蚀的应用情况、前景以及注意事项。     

电迁移型阻锈剂

迁移型阻锈剂及其实施技术是修补盐污染钢筋混凝土结构的一种新材料和新技术.它在不影响结构正常运行的条件下,从盐污染的混凝土表面透过混凝土保护层迁移到钢筋表面,使其再钝化,从而有可能经济、简便并有利于环保地实现钢筋界面的电化学修补.实验表明:所研制的醇胺类迁移型阻锈剂(BE)对于14mm厚混凝土内的活化钢筋具有显著的阻锈效果;对于盐污染轻的44 mm厚混凝土内的活化钢筋也具有阻锈作用(约优于国外一种专利产品),但均难以足够浓度自然迁移到保护层厚40mm的钢筋上.以盐污染混凝土结构电化学脱盐所采用的电流密度,进行了BE的电迁移试验,表明BE能迅速电迁移厚达10cm的混凝土内,富集到钢筋上,并可显著阻锈.初步优化了电迁移制度(电化学脱盐期有可能从30 d,缩短为5～7 d).在连云港近海的大浦东抽水站盐污染腐蚀破坏的三跨横梁现场,试用BE电迁移技术,历时3年,仍具有良好的阻锈效果.     

阳离子型咪唑啉阻锈剂的合成及防腐蚀性能

通过分子结构设计,合成了一种阳离子型咪唑啉季铵盐钢筋混凝土迁移性阻锈剂,对其分子结构及其在含3.5%Cl-的模拟混凝土孔溶液中对钢筋的防腐蚀性能进行了研究,并初步探讨其阻锈机理.结果表明:合成产物与设计的分子结构一致,合成产率达95%;合成的咪唑啉季铵盐是一种阳离子型阻锈剂,在模拟混凝土孔溶液中具有良好的钢筋防蚀效果,其掺量为1.0%时,阻锈效果略低于掺2.0%无机阻锈剂亚硝酸钠的效果,优于掺量同为2.0%的醇胺类有机阻锈剂;腐蚀早、中期(1、7、14 d),掺1.0%的阳离子型咪唑啉季铵盐的阻锈效果较好,28d后,掺2.0%阳离子型咪唑啉季铵盐的阻锈效果较好;合成的阳离子型咪唑啉季铵盐阻锈机理主要为在钢筋表面吸附成膜并抑制其电化学反应过程中的阴极反应.     

模拟混凝土孔溶液中有机阻锈剂对钢筋的保护作用

为了更好地量化和表征钢筋混凝土阻锈剂的作用效果及机理,对模拟混凝土孔溶液中钢筋电极的电化学行为及表面元素分布进行了研究.通过线性极化、电化学阻抗谱等测试对羧酸铵作为混凝土中钢筋阻锈剂的效果进行了评价,并通过X射线光电子能谱(XPS)测试分析了不同溶液中钢筋表面元素组成的差异,分析了阻锈剂分子对钢筋保护的作用机理.研究表明,钢筋电极在含阻锈剂及仅含NaCl的模拟混凝土孔溶液中相比,电荷转移电阻显著提高,表面裸露零价铁的含量也有明显减少.这证明羧酸铵能显著减少碱性环境中氯盐对钢筋钝化膜的破坏,从而对钢筋混凝土的提高起到良好的保护作用.     

阻锈剂改善碳化混凝土再碱化效果研究

采用电化学测试技术和仪器分析方法研究了2种阻锈剂在混凝土中的迁移,利用电化学测试方法评估阻锈剂在模拟体系中的缓蚀效果,结合阻锈剂的缓蚀作用,研究了阻锈剂改善再碱化修复碳化钢筋混凝土结构效果的可行性．结果表明：在3A／m^2恒电流密度形成的电场作用下阻锈剂通过30mm厚的混凝土速率明显高于未通电情况下的,说明电场作用对阻锈剂的迁移扩散过程起到了促进作用;在模拟体系中,随着乙醇胺及二乙醇胺浓度的增大,其缓蚀效果也逐步提高,相同浓度下二乙醇胺缓蚀效果更好,在二乙醇胺浓度为0．08mol／L时对Q235钢筋缓蚀率为93．24％;再碱化后在相同的弛豫时间内,采用添加二乙醇胺的碳酸钠电解液进行再碱化的样品腐蚀电位明显正移,腐蚀电流密度变小,阻锈剂能够改善再碱化的修复效果．     

新型钢筋阻锈剂的作用机理

针对添加阻锈剂后钝化的试件,通过对其钢筋表面、与钢筋距离较近的混凝土薄层和与钢筋距离较远的混凝土薄层的铵含量进行测试,进一步分析了阻绣剂的阻锈作用机理。结果发现,钢筋表面薄层内含有一定量的铵根;距钢筋较近的混凝土薄层含N量比距钢筋较远的混凝土薄层含N量高。由此可以推测阻锈剂含N的极性基团可以吸附在钢筋表面,阻止氯离子等有害离子的侵入,从而阻止和延缓钢筋锈蚀的发生。最主要的原因之一是N的电负性比Cl的大,而N的原子半径比Cl的还要小,在与Cl竞争吸附的过程中,N更容易吸附到钢筋表面,从而阻止氯离子等有害离子的侵入,保护钢筋不被锈蚀。     

新型钢筋阻锈剂的作用机理

针对添加阻锈剂后钝化的试件,通过对其钢筋表面、与钢筋距离较近的混凝土薄层和与钢筋距离较远的混凝土薄层的铵含量进行测试,进一步分析了阻绣剂的阻锈作用机理。结果发现,钢筋表面薄层内含有一定量的铵根;距钢筋较近的混凝土薄层含N量比距钢筋较远的混凝土薄层含N量高。由此可以推测阻锈剂含N的极性基团可以吸附在钢筋表面,阻止氯离子等有害离子的侵入,从而阻止和延缓钢筋锈蚀的发生。最主要的原因之一是N的电负性比Cl的大,而N的原子半径比Cl的还要小,在与Cl竞争吸附的过程中,N更容易吸附到钢筋表面,从而阻止氯离子等有害离子的侵入,保护钢筋不被锈蚀。     

若干无机缓蚀剂对混凝土中钢筋的阻锈作用

通过含NaCl介质溶液的浸泡实验,利用电化学实验检测技术,观测和比较了NaNO2等8种无机缓蚀剂添加于混凝土中对钢筋的阻锈作用,结果表明,在本实验条件下,NaNO2等缓蚀剂对钢筋明显的阻锈作用,在pH=9.50％,含10％NaCl的混凝土模拟液中,外加NaNO2后,混凝土中钢筋的腐蚀电位正移,腐蚀电流可下降至未加缓蚀剂的1／6,缓蚀剂的加入不同程度地提高了钢筋耐点蚀的性能。     

D-葡萄糖酸钠作为高性能混凝土阻锈剂的初探

D-葡萄糖酸钠，以往主要用于医学和工业清洗方面用途。近年来开始应用于混凝土配制方面，主要用作缓凝剂。而对其是否可用作混凝土阻锈剂，以往少有此方面的研究。本研究通过试验初步表明，D-葡萄糖酸钠有用作混凝土阻锈剂的潜力。     

阻锈剂对聚合物水泥基涂层耐蚀性的影响机制

氯离子侵蚀严重威胁沿海地区钢筋混凝土构件的耐久性。提升钢筋的抗锈蚀能力可显著增强构件整体的耐久性能。对此,以丙乳与P·O 52.5水泥质量比1∶2的聚合物水泥基涂层为基础研究对象,通过单掺及复掺亚硝酸钠、钼酸钠以及单氟磷酸钠,制备复合涂层,基于电化学试验,探究各复合涂层对钢筋的阻锈机理,进一步分析无机阻锈剂对聚合物水泥基涂层耐腐蚀性能的交互影响。单掺试验结果表明,虽然涂层中丙乳的碱性基团为钢筋表面形成钝化膜提供了有利条件,但钼酸钠的加入会破坏生成的钝化膜的致密性。同样的,若仅少量单独掺入单氟磷酸钠,会导致其与水泥或钢基体反应所生成的Ca₃(PO₄)₂与Fe₃(PO₄)₂含量不足,无法保障钝化膜的顺利成型,因而单掺钼酸钠或单氟磷酸钠均无法显著提升复合涂层的阻锈性能。而亚硝酸钠可与锈蚀产物直接反应生成新钝化膜,可有效地延缓锈蚀发展,因此亚硝酸钠在单掺组分中表现出最佳阻锈性能。合理复掺条件下,亚硝酸钠与单氟磷酸钠对聚合物水泥基涂层抗锈蚀效果存在协调与兼容效应,并...     

阻锈剂对海洋环境下混凝土中钢筋腐蚀影响的电化学研究

为提高海洋环境下钢筋混凝土结构的耐腐蚀性能,通过采用线性极化(LPR)与交流阻抗(EIS)2种电化学方法分别测试得到了经模拟海水侵蚀后混凝土中钢筋的极化曲线与阻抗复平面图,从而得到腐蚀电位、极化电阻、混凝土电阻、电荷迁移电阻等关键电化学参数,以此分析并讨论了4种不同阻锈机理的新型阻锈剂(SBT~?-KLJ(Ⅵ)疏水化合孔栓物、SBT~?-RMA(Ⅱ)混凝土高效防腐剂、SBT~?-ZX(Ⅴ)复合氨基醇阻锈剂与改性亚硝酸钙阻锈剂)对混凝土中钢筋耐腐蚀性能的影响规律.结果表明:混凝土中钢筋的腐蚀过程分为过渡期与稳定期2个阶段,不同阶段呈现不同的电化学特征;SBT~?-RMA(Ⅱ)混凝土高效防腐剂对钢筋混凝土结构耐腐蚀性能的提升效果显著,SBT~?-ZX(Ⅴ)复合氨基醇阻锈剂与SBT~?-KLJ(Ⅵ)疏水化合孔栓物的提升效果较好,而改性亚硝酸钙阻锈剂的提升效果一般.     

氯离子侵蚀下钢筋初锈时间的计算模型

基于钢筋锈蚀的机理,综合考虑影响钢筋锈蚀的各种主要因素,提出钢筋初锈时间的概念,建立相应的计算模型．经实例验证,该模型可行、有效。计算结果能反映实际工程情况．结果有利预测混凝土中钢筋的初锈时间,以便及时对混凝土结构进行健康诊断、防止耐久性失效．     

钢筋混凝土结构中钢筋锈蚀及其防护方法

本文从钢筋锈蚀的危害及其机理的讨论出发,重点介绍了国内外对混凝土中氯盐含量的限值,以及阻锈剂的作用、类型和应用情况,同时对厦门地区的建筑工程问题提出了个人的看法和建议。     

混凝土环境中β-甘油磷酸钠影响钢筋阻锈行为研究

在混凝土高碱环境中,为了提高混凝土中钢筋抗氯离子侵蚀能力,采用新型环保型有机阻锈剂——β-甘油磷酸钠保护钢筋,达到延长钢筋混凝土结构整体寿命的目的。本文通过采用电化学方法对该种有机阻锈剂作用下,不同阳离子类型的模拟孔溶液中钢筋性能演变过程进行实时监测,并获取相应的关键参数,探究了钝化时期β-甘油磷酸钠与钢筋钝化膜,以及维钝时期,β-甘油磷酸钠、钢筋钝化膜与氯离子之间的作用关系,揭示了该种有机物的阻锈机制。通过OCP、LPR以及EIS电化学测试方法得到的结果表明：β-甘油磷酸钠与钝化膜中Fe氧化物/氢氧化物通过物理化学作用进行结合,使得钢筋表面形成阻锈能力更强的保护膜,从而提高了钢筋抗氯离子侵蚀能力。4种模拟孔溶液中钢筋抗氯离子侵蚀能力分别为NaOH+0.1 mol/L β-甘油磷酸钠>饱和澄清Ca(OH)₂>NaOH>饱和澄清Ca(OH)₂+0.1 mol/L β-甘油磷酸钠;其中,NaOH,NaOH+0.1 mol/L β-甘油磷酸钠与饱和澄清Ca(OH)₂溶液中钢筋相应的临界氯离子浓度(c_...     

停扩建工程裸露钢筋防护施工技术

本文简要介绍了停扩建工程裸露钢筋防护施工技术,主要有密封钢筋防护法,低标号砼防护法,阻锈砂浆防护法及阻锈剂防护法。     

钢筋混凝土结构锈胀裂缝扩展分析

为了对钢筋混凝土结构的耐久性全寿命进行评估,研究了保护层混凝土锈胀裂缝的扩展及过程.基于保护层混凝土锈胀开裂前后的变形协调条件,并考虑箍筋对混凝土锈胀裂缝扩展的影响,建立了有箍筋和无箍筋条件下混凝土保护层锈胀裂缝宽度模型.试验结果表明,在锈蚀率介于0～10%条件下,所建模型可以很好地预测保护层混凝土锈胀裂缝的扩展.     

混凝土中钢筋锈胀过程的计算机仿真分析

基于混凝土中的钢筋锈胀损伤机理,提出一种采用温度膨胀环代替锈蚀产物的模拟方法,通过温度膨胀模拟锈蚀产物的体积膨胀作用,通过膨胀环厚度的增大模拟钢筋锈蚀的发展过程,通过变化温度膨胀环的温度膨胀系数,可以考虑不同锈蚀产物的影响,通过变化膨胀环的形状可以模拟混凝土中钢筋不均匀锈蚀,为混凝土中钢筋锈胀损伤机理的研究提供了一种有效方法,对保护层厚度、钢筋半径、钢筋位置、不同间距相邻钢筋对钢筋锈胀力的影响规律进行了计算分析,计算表明,保护层厚度和钢筋半径之比上影响混凝土中钢筋锈胀力的重要因素,且相邻钢筋锈蚀的附加影响不容忽视。     

电化学除氯法和二-甲基乙醇胺电渗透的联合修复技术

以二甲基乙醇胺为阻锈剂,通过对比试验,研究电化学除氯法和二甲基乙醇胺电渗透联合修复钢筋的效果及修复后钢筋的腐蚀电化学性能。结果表明：与二甲基乙醇胺阻锈剂的自然渗透和单一的电化学除氯法相比较,联合修复技术具有阻锈剂活性基团渗入更为有效与近似相同去除氯离子的能力;随着通电时间、水灰比的增加,氮元素渗入量和氯离子去除数量增加,而随着外加电压的增加,氮元素渗入量和氯离子去除数量先增加后不变;联合修复处理后砂浆中钢筋有很好的钝化保持能力。     

混凝土保护层锈胀开裂时间的计算模型

针对钢筋锈蚀是影响钢筋混凝土结构使用寿命的重要因素,以及锈胀开裂为结构耐久性寿命的临界点的现象,假定混凝土满足双剪强度准则,利用厚壁圆筒理论,对均匀锈胀开裂过程进行弹塑性分析,建立了均匀锈胀厚壁圆筒模型.结合Faraday腐蚀定律,得到了锈胀开裂时间计算式.通过对计算式各主要参数的分析,发现增大混凝土保护层厚度、减小钢筋直径以及降低铁锈膨胀率,能有效提高钢筋混凝土结构的耐久性;混凝土强度等级对结构耐久性影响较小.理论计算值与已有试验值吻合较好,计算式合理、可行.     

浅论防冻剂膨胀剂混凝土掺合料的性能及其在混凝土中的应用

可以使砼在负温条件下或需防水的环境中能正常凝结或工作,就必须在拌制砼时掺入适量防冻剂或膨胀剂;而如果想阻止砼中的钢筋（或预埋件）生锈或提高砼的泵送性能,则必须掺加阻锈剂或某些掺合料。