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.     

钢筋阻锈剂的阻锈机理,发展和应用

钢筋腐蚀对混凝土耐久性的影响已引起各国的高度重视。钢筋阻锈剂是防止钢筋锈蚀有效、经济的措施之一;本文介绍了钢筋阻锈剂的阻锈机理,在国内的发展和应用情况。在实际工程运用阻锈剂,对提高混凝土结构的耐久性有一定的参考价值。     

咪唑啉季铵盐的合成及其在CO2腐蚀环境中的缓蚀性能

分别使用硫酸二乙酯、氯化苄和冰醋酸三种季铵化试剂对由油酸、二乙烯三胺合成的咪唑啉进行季铵化，使用动态失重法对比了它们在CO2腐蚀环境中对Q235钢的缓蚀性能，并用电化学方法研究了缓蚀机理。结果表明：使用硫酸二乙酯合成的咪唑啉季铵盐BMI-D比其他两种咪唑啉季铵盐具有更好的缓蚀效果；BMI-D与烷基酚聚氧乙烯醚的最佳质量分数配比为2∶1时可制得复合缓蚀剂BMI-DA，当BMI-DA质量浓度为100mg/L时，缓蚀率可达到97.55%；BMI-DA是以控制阳极过程为主的混合型缓蚀剂。     

松香改性油酸基咪唑啉季铵盐的缓蚀性能

以不同配比的油酸和松香作为原料酸,在一定条件下与二乙烯三胺合成咪唑啉中间体,并用氯化苄进行季铵化得到松香改性油酸基咪唑啉季铵盐.利用红外光谱对产品的结构进行分析,并用静态质量损失法测定产物在盐酸介质中对Q235钢的缓蚀率.结果表明,合成高性能的咪唑啉季铵盐所用的最佳工艺条件为:原料酸中松香摩尔分数20%、二乙烯三胺与酸的摩尔比1.4～1.5、反应温度170～180℃、回流时间4h;当咪唑啉季铵盐作为缓蚀剂加入质量分数达到0.3%～0.4%时,可发挥其最佳缓蚀性能.     

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.     

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_...     

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.     

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。     

混凝土中钢筋的腐蚀机理与腐蚀速率控制研究

采用极化曲线和电化学阻抗谱法,研究了混凝土中钢筋在不同试验条件下的腐蚀机理及其腐蚀速率计算方法.结果表明:在自然腐蚀条件下,钢筋腐蚀反应过程受阳极反应控制,采用修正的双向线性极化电阻公式计算其腐蚀速率.然而在通电加速腐蚀条件下,钢筋的腐蚀反应过程受电化学和浓差极化混合控制,通过拟合弱极化曲线可以得到相对准确的极化电阻....     

材料腐蚀领域本体下的腐蚀特征元数据模型研究

材料类型繁多,材料腐蚀过程与环境因素关联紧密,不同时期材料腐蚀特征采用的记录方式不同,将导致记录数据标准不一致,使得各数据交换与共享产生困难;元数据是描述原始数据的独立数据,使用元数据来表述材料腐蚀基本特征及组成方式就显得尤为重要;本体是共享概念模型的明确形式化规范说明,通过构建材料腐蚀领域本体,将本体引入材料腐蚀特征元数据的建模过程中,为表述材料腐蚀特征信息以及处理各系统之间的异构问题提供了相应的理论基础.     

不同腐蚀介质中改性咪唑啉的缓蚀性能

由油酸、多胺及改性试剂合成了4种咪唑啉衍生物。通过静态挂片失重法评价了咪唑啉缓蚀剂在不同矿化度的模拟盐水、饱和CO₂的模拟盐水以及油田回注污水中对A3碳钢腐蚀的抑制作用。实验结果表明,所合成的咪唑啉缓蚀剂可以抑制溶解氧的腐蚀,对CO₂的腐蚀抑制效果更好,10mg/L缓蚀剂D缓蚀率达95.36%。腐蚀介质的矿化度对缓蚀效果有一定影响,矿化度在10000～70000mg/L变化时,缓蚀率波动在10%～15%。油田回注污水实验表明咪唑啉型缓蚀剂适合应用于现场,尤其是偏酸性水质,腐蚀速率满足小于0.076mm/a的油田标准。     

局部腐蚀的保护电位与闭塞电池间的内在关系

采用模拟装置研究３０４不锈钢在０．５ｍｏｌ／ＬＮａＣｌ溶液中缝内外间电流与闭塞腐蚀电池及外表面电位的关系。表明缝内外间电流的方向对闭塞区溶液是否酸化以及Ｃｌ＾－是否浓信箱 起着决定作用。     

桥梁缆索高强钢丝均匀腐蚀及点蚀的规律

为了研究桥梁缆索高强钢丝均匀腐蚀及点蚀的规律,采用酸性盐雾试验制作了6种共30根不同腐蚀程度的钢丝试件,通过质量分析、三维扫描等手段,研究了腐蚀高强钢丝均匀腐蚀深度、点蚀深度的演变规律.试验结果表明:均匀腐蚀深度随腐蚀时长的变化遵循幂函数规律,均匀腐蚀深度的变异系数随腐蚀时长减小;钢丝的点蚀深度服从正态分布,最大点蚀深度服从极值I型分布.最后,建立了均匀腐蚀深度与最大点蚀深度的预测模型,并运用于具体实桥分析预测中.     

牛牙的自然酸蚀与电化学人工龋的比较

进行了牛牙的自然酸蚀和电化学人工龋的初步研究，结果表明，酸的作用只能使牙釉质脱矿，只有在酸和电的双重作用下，才能形成牙釉质的类龋洞，在人工电化学腐蚀中，不同浓度的羧甲基纤维素（CMC）致龋凝胶对Ca溶出量影响较大，以0．5％CMC致龋凝胶龋损深度最大，牙的Ca溶出量为自然酸蚀的3－4倍，在人工电化学腐蚀中，阳极PH值呈下降趋势，阴极pH值呈上升趋势，氟化物能减少阳，阴极间pH差值，氟化物在自然酸蚀和人工电化学腐蚀中均能显著抑制牙Ca的溶出，在开窗区几乎看不到脱矿现象。     

硫化氢腐蚀机理和防腐研究的现状进展

本文讨论了硫化氢腐蚀机理和硫化氢腐蚀造成的极大的经济损失，阐明了国内外硫化氢腐蚀的防腐研究现状及进展。另外提出了对硫化氢腐蚀的影响因素和防腐措施。     

低碳钢的腐蚀与缓蚀性能研究

研究了低碳钢在不同介质中的腐蚀行为,分析了低碳钢在加入缓蚀剂的介质中的腐蚀行为。     

聚合物缓蚀剂对碳钢缓蚀作用的机理研究

用分子动力学模拟计算了聚天冬氨酸PASP、聚环氧琥珀酸PESA和水解聚马来酸酐HP-MA3种聚合物缓蚀剂与Fe（110）和Fe（001）面在水溶液和无水条件下的相互作用。结果表明：3种聚合物缓蚀剂与Fe晶面的结合能排序由大到小均为PASP〉HPMA〉PESA;缓蚀剂与Fe（110）晶面的结合能要大于Fe（001）面。水溶液中聚合物缓蚀剂的形变能总体要小于无水体系中的形变能,水分子的存在消弱了缓蚀剂的形变程度。从对关联函数g（r）的分析表明,Fe原子分别与聚合物缓蚀剂和水分子中的O原子形成了非键作用。溶剂化效应在模型构建时存在着不可忽略的影响。这些结果的获得可以为新型缓蚀剂的开发提供理论指导。     

船舶结构腐蚀检测及腐蚀模型不确定性分析

针对经典的概率论不能有效地处理检测概率的参数不确定性问题，提出了定量分析检测概率参数不确定性问题的贝叶斯方法，并以威布尔分布形式的检测概率为例，推导了量化参数不确定性的放大系数的计算公式。针对传统的数据分析法及专家判断法不能分析模型不确定性更新问题，基于无损检测信息采用贝叶斯更新方法量化了检测概率分布函数的统计模型不确定性，得到了检测概率统计模型权重的后验概率及相应的分布参数的后验概率密度函数。最后提出了分析船体结构腐蚀多层次模型不确定性问题的全概率模型法，并用算例证明了所提方法的有效性。