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。     

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。     

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。     

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．     

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.     

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。     

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.     

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。     

缓蚀剂对电偶腐蚀的抑制作用的研究

通过测量N80和13Cr钢电偶电流，比较了几种缓蚀剂对电偶腐蚀的抑制效果，研究了缓蚀剂与硫脲之间的协同作用，并采用动电位扫描法对缓蚀剂BHD-Z的性能进行了研究。结果表明，添加少量的硫脲就能显著提高缓蚀剂BHD-Z的缓蚀效果。当硫脲添加量为4%时，对电偶腐蚀的抑制效果最佳。缓蚀剂BHD-Z主要抑制了腐蚀的阳极过程，属于一种阳极抑制型缓蚀剂。     

异恶唑衍生物缓蚀剂缓蚀性能的分子动力学模拟

采用分子动力学模拟方法研究盐酸环境下两种缓蚀剂(2-甲基-5-十二烷基异恶唑(A)和2-异丙基-5-十二烷基异恶唑(B))对低碳钢的缓蚀性能,并对其缓蚀机制进行分析。结果表明:在液相条件下,异恶唑缓蚀剂的极性头部优先吸附于金属表面,烷基碳链以一定角度指向溶剂,并且2-异丙基-5-十二烷基异恶唑的吸附强度大于2-甲基-5-十二烷基异恶唑;形成的致密缓蚀剂膜能有效阻碍腐蚀介质向金属表面扩散,达到减缓腐蚀的目的。     

CI-1204水溶性缓蚀剂作用规律研究

对CI-1204水溶性缓蚀剂在酸性水溶液环境中的腐蚀作用规律进行研究。建立三电极系统,腐蚀环境为pH=4的盐酸溶液,向溶液中依次添加不同浓度的水溶性缓蚀剂,利用2273电化学工作站对腐蚀系统极化曲线、电化学阻抗谱进行测试。利用PowerSuite拟合极化曲线得到腐蚀电流密度随缓蚀剂添加浓度变化的规律,利用ZSimpWin软件拟合交流阻抗谱。对比等效电路R(Q(R(QR)))与R(QR)(QR)的参数拟合结果,分析缓蚀剂分子在金属表面的吸附状态。结果表明:当缓蚀剂浓度为(200~300)×10-6时,腐蚀电流密度最小,电荷转移电阻值最大;缓蚀剂分子均匀分散吸附在金属表面,形成多个均布、微小孔隙,宏观表现出均匀腐蚀现象。     

高效含氮有机缓蚀剂BIEA及其复配剂的研究

合成了一种含氮有机化合物BIEA，采用失重法和电化学方法，测定了其与丙炔醇复配时在盐酸溶液中对45#钢的缓蚀效果。结果表明：BIEA与丙炔醇有很好的协同作用。BIEA与丙炔醇的复配体可同时抑制45#钢在盐酸中腐蚀的阴极过程与阳极过程，是混合型缓蚀剂。     

缓慢释放型长效缓蚀剂的研制及应用

针对东辛油田采出污水矿化度高、腐蚀严重的问题。合成了一种母体缓蚀剂，将其与增效剂、粘合剂等按一定比例混合，研制出了缓慢释放型长效缓蚀剂GH-1，简述了其制备过程，探讨了GH-1的缓蚀机理，建立了室内评价方法并对其性能进行了评价。现场应用结果表明，GH-1的缓蚀率超过90％，平均腐蚀速度降至0．076mm／a以下，最长有效期超过300d，具有有效期长、加注工艺简单、缓蚀效果好等特点。     

咪唑啉缓蚀剂合成过程中成环程度与其性能的关系

以油酸、二乙烯三胺为原料在160 ℃经不同反应时间合成了系列咪唑啉,应用红外光谱、紫外分光光度法对合成产物进行了鉴定和分析,测定了不同反应时间的产水率和产物的酸值,并通过极化曲线考察了产物的缓蚀性能.结果表明:咪唑啉合成过程中,烷基酰胺的生成和烷基酰胺的环化是同时进行的;反应时间越长,烷基酰胺环化程度越高,产物的缓蚀性能越好;通过比较添加缓蚀剂前后A3钢的极化曲线可以看出,添加缓蚀剂后自腐蚀电位正移,说明咪唑啉主要抑制阳极过程而起到缓蚀作用,属于阳极型缓蚀剂.     

铜器文物用气相缓蚀剂（VCI）的研究

采用气相甄别法和封闭空间挥发减量法研究了多种气相缓蚀剂(VCI)对铜器文物的缓蚀效果，以此为基础，研制出了缓蚀性能优异的复合气相缓蚀剂，其缓蚀率达到94.5%。用扫描电子显微镜(SEM)研究了该缓蚀剂吸附在铜器文物上形成的自组装缓蚀膜的形貌，对其缓蚀机理进行了初步探讨。     

多相介质中金属容器内壁的腐蚀与防护机理

金属腐蚀对生产安全有重要影响,实验用Gamry PCI-750测定了16MnR钢片和镁阳极的塔菲尔曲线,静态法测定16MnR钢片的腐蚀速率,并用柴油、乙二醇和水配制电解液,模拟实际油田的多相体系.实验着重测定了16MnR钢片和镁阳极的开路电压、腐蚀电位、腐蚀电流密度、腐蚀速率、最小保护电位和最小保护电流密度.     

A time-saving method to assess the efficiency of corrosion inhibitors by electro osmosis

The corrosion inhibitor is one of the most important technologies to enhance the durability of steel-reinforced concrete. A kind of time-saving method was developed to assess the inhibitor efficiency by using a 32 V electric field to accelerate chloride ion migration in concrete. Potentiodynamic polarization scanning test was used to evaluate the corrosion states. The comprehensive efficiency of an inhibitor should be assessed in two aspects: resistance to chloride ion permeability and inhibiting efficiency. The specimens with different mixing amount of sodium nitrite and migration corrosion inhibitors were used to verify the accuracy and reliability of this method. The results show the differences in inhibiting efficiency of the inhibitors clearly, indicating the reliability of this time-saving method.