掺阻锈剂掺合料海水海砂混凝土护筋性探讨.pdf
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1、第 1 5卷第 1 期 2 0 1 2年 2月 建筑材料学报 j oURNAL OF BUI L DI NG MATERI AL S Vo 1 1 5 。 No 1 Fe b, 2 O1 2 文 章 编 号 : 1 0 0 7 9 6 2 9 ( 2 0 1 2 ) 0 1 0 0 6 9 0 6 掺 阻锈剂掺合料海水海砂 混凝土护筋性探讨 周俊 龙 , 欧忠文 , 江世 永。 , 陈 乔 , 陈 云 , 陈寒斌 , 许春 霞 ( 1 四川 省住 房和城 乡建设厅 建筑 管理 处 ,四川 成都 6 1 0 0 4 1 ; 2 中国人 民解放 军后 勤 工程 学 院 化 学 与材料 工程 系 ,
2、重庆 4 0 1 3 3 1 ;3 中 国人 民解 放军 后 勤工 程学 院 训 练 部 ,重 庆 4 0 1 3 3 1 ) 摘要 :测试 了海水海砂 胶砂 中钢筋 的极 化 电位 和 失 重率 , 观 察 了钢 筋 的锈 蚀 情 况 , 研 究 了不 同掺 合 料和 阻锈剂对海水海砂混凝土护筋性的影响 结果表明 : 粉煤灰 、 矿渣对海水海砂混凝 土护筋性改 善作 用有限 , 而偏 高岭 土 的改善 作 用显著 , 钢 筋极化 电位 明 显正 移 ; 阻锈 剂 中三 乙醇胺 对 海水 海砂 混凝 土 护筋性 改善 作 用 明显 ; 复掺 偏 高岭 土 ( 2 0 , 质 量 分数 ) 和
3、三 乙醇胺 ( 1 5 , 质 量 分数 ) 后 , 海 水 海砂 混凝 土的 护筋性 明显提 高 , 钢 筋极 化 电位 与 淡 水 标 准 砂 配 制 的普 通 混 凝 土 相 近 , 钢 筋 失 重 率 明显 降低 , 标 准养护 4 2 0 d后钢 筋无 任何锈 蚀 关键 词 :海水 海砂 混 凝 土 ; 钢 筋 ; 极 化 电位 ;护 筋性 ; 掺 合料 ;阻锈 剂 中图分 类号 : T U5 2 8 5 7 1 文 献标 志码 : A d o i : 1 0 3 9 6 9 j i s s n 1 0 0 7 9 6 2 9 2 0 1 2 0 1 0 1 3 Di s c u s
4、 s i o n o f Re b a r - Pr o t e c t i n g Pr o p e r t i e s o f S e a wa t e r - S e a s a nd Co nc r e t e M i x e d wi t h Ad mi x t u r e a n d Co r r o s i o n I nh i bi t o r ZHOUJ n l o n g , OU Z h o n g we n ,JI ANG S h i y o n g。 , CHEN Qi a o , CH EN Yun 。 CH EN H an b i n 。X U Ch un xi
5、a ( 1 Man a g e m e nt Di vi s i o n o f Con s t r u c t i on Eng i ne e r i n g,Si c hua n Pr o vi n c e Hou s i ng a nd Ur ba n - Ru r a l Co ns t r uc t i o n De pa r t me nt ,Che n gd ou 61 0 041,Chi na;2 Ch e mi s t r y a nd M a t e r i a l s Eng i ne e r i n g De p a r t me n t,Ch i n e s e Pe
6、 o pl e S I i be r a t i o n Ar my Lo gi s t i c a l En gi ne e r i ng Uni v e r s i t y,Cho ng qi ng 4 01 331,Chi na;3 Tr a i ni ng De pa r t me nt ,Chi ne s e Pe op l e S Li b er a t i on Ar my L o g i s t i c a l En g i n e e r i n g Un i v e r s i t y ,C h o n g q i n g 4 0 1 3 3 1 ,Ch i n a ) A
7、b s t r a c t :The e f f e c t of a d m i x t ur e a nd c o r r o s i on i n hi b i t o r o n r e b a r p r ot e c t i ng p r op e r t i e s of s e a wa t e r s e a s a n d c o n c r e t e wa s s t u di e d b y t e s t i ng p o l a r i z a t i o n p ot e nt i a l a nd m a s s l o s s o f r e ba r i
8、n s e a wa t e r 。 s e a s a nd m o r t a r I t i s c on c l u de d t ha t t he f l y a s h,s l a g ha v e l i mi t e d i mpr o v e m e nt o n t he r e b a r p r ot e c t i ng pr o pe r t i e s o f s e a wa t e r s e a s a nd c o nc r e t e whe r e a s m e t a k a ol i n h a s a ma r ke d e f f e c
9、t o f i mpr o v e me nt W he n me t a ka o l i n i S a dd e d,t he r e b a r po l a r i z a t i o n po t e n t i a l o bv i o us l y mov e s t o t he p os i t i ve I n a dd i t i on,t r i e t ha n o l a m i n e c or r o s i on i nh i bi t or ha s t he g oo d e f f e c t o n i m p r o vi n g t he r e
10、 ba r pr o t e c t i n g pr o pe r t i e s o f s e a wa t e r s e a s a nd c on c r e t e Th e c o mb i n a t i o n o f me t a k a o l i n ( 2 0 , b y ma s s ) a n d t r i e t h a n o l a mi n e ( 1 5 , b y ma s s ) h a s a n s i g n i f i c a n t e f f e c t o n t he r e ba r pr o t e c t i n g pr
11、o pe r t i e s of s e a wa t e r s e a s a n d c on c r e t e,t he r e b a r p o l a r i z a t i o n po t e nt i al i s t he s a me a s t he or di na r y c o nc r e t e m a de w i t h f r e s h wa t e r a n d s a nd,r e ba r ma s s l o s s i s s i g ni f i c a n t l y r e du c e d,r e ba r c ur e d
12、f o r 4 2 0 d i S no t c o r r od e d a t a l 1 Ke y wo r d s: s e a wa t e r s e a s a nd c o nc r e t e; r e ba r ; po l a r i z a t i on p o t e n t i a l ; r e b a r p r ot e c t i ng pr op e r t y; a d m i x 一 收稿 日期 : 2 0 1 0 0 9 2 7 ;修订 日期 : 2 0 1 1 - 0 1 2 4 基金项 目: 科技部科技人员服务企业行 动计划项 目( 2 0 0
13、9 GF J 1 0 0 3 1 ) ; 中国人 民解放军后勤工程学院学术创新基金资助项 目( YZ 0 7 4 2 2 0 1 ) 第一作者 : 周俊龙( 1 9 7 2 ) , 男 , 湖南浏 阳人, 四川省住房 和城 乡建设厅 工程师 , 博 士 主要 研究混 凝土 的劣化 和耐 久性 E ma i l : j u n l o n g z h o u 1 6 3 c o m 通信作者 : 欧忠文( 1 9 6 5 ) , 男 , 四川 自贡人 , 中国人 民解放军后勤工程学院教授 , 博士 主要研究抢修抢 建材料 E ma i l : o u z h o n g we n S n aCO
14、m 学兔兔 w w w .x u e t u t u .c o m 7 0 建筑材料学报 第 1 5卷 t u r e;c or r o s i on i n hi b i t o r 世界上淡水和低盐砂 资源缺乏 的国家越来越 多 , 面积也 越来越 大 , 采用 未经 淡化 处理或 淡 化处 理 不合格 的海水 海砂 来拌 制 混 凝 土 时 有 发 生 1 由于 海水海 砂 中含 有 大 量对 混 凝 土 和 钢筋 有 害 的盐 类 , 它们的存在对混凝土 和钢筋性能会产生 较大的影 响 , 因此人们希望能找到一种技术 , 用海水海砂直接 拌制 符合 工程质 量要 求 的钢筋 混凝 土_
15、 2 目前 , 对 海 水海砂 拌 制混凝 土 的研究 主要 集 中在力学 性 能研 究 方面 , 而对 耐久性 , 特 别是 钢筋 锈蚀 方面 的系 统研 究 很少 3 , 故笔者对此进行了较深入 系统的研究 1 试验 1 1 原材 料 酸盐水泥, 其性能见表 1 ; 细集料 : 简阳河砂 , 细度模 数 为 2 2 ; 厦 门 海 砂 , 细 度 模 数 为 2 1 , Cl 一含 量 ” 0 0 3 7 , S O 。 一 含 量 0 6 8 ; 粗 集 料 : 5 2 0 mm 碎 石 , 级配合格 ; 矿渣 : 重庆环亚建材有限公 司出品的 矿渣 , 其 比表面积为 8 0 6 6
16、c m2 g , 密度 为 2 9 g c m。 ; 粉煤灰: 重庆珞璜华能电厂出品的 级低钙分选粉煤 灰 ; 偏 高岭土 : 安徽 雪 纳 非金 属材 料 有 限公 司 出 品 的 偏高岭土, 其比表面积为 6 8 7 m2 k g , 密度为 2 5 3 g c m3 ; 拌和水 : 自来水 、 海水 ; 阻锈剂 : 氨甲基丙 醇、 三 乙醇胺 , 市购 水泥、 粉煤灰 、 矿渣和偏高岭土的化学组成见表 2 , 海水 的化 学组成 见表 3 1 2试 验 方案 水泥 : 重庆拉法基有限公司出品的 4 2 5普通硅 通过测定海水海砂胶砂 中钢筋极化电位随时间 表 1 水泥性能 Ta b l
17、e 1 P r i ma r y p e r f o r ma n c e o f c e me n t 表 3 海水的化学组成 T a b l e 3 C h e mi l c o mp o s i t i o n o f s e a w a t e r mg L 的变 化来 判断 钢 筋 是 否被 锈 蚀 ; 通 过 测定 海 水 海 砂 胶砂 中钢 筋 的失 重 率来 判 断 钢 筋 的锈 蚀 情 况 ; 对 预 埋钢 筋 的海水 海砂 混凝 土 进 行 长 期标 准 养 护 , 然 后 观察钢筋表面锈蚀情况 钢筋 极化 电位 测试 参 照 D L T 5 1 5 0 - 2 0 0 1
18、 水 工混凝 土试 验 规 程 进 行 胶 砂 按 水 胶 比 0 5 、 灰 砂 比 l : 3 拌 制 , 且 以掺合料 等量 替代 水 泥 , 海 水 和海 砂 替代淡 水 和标 准砂 ( 具 体 配 合 比见 表 4 ) 胶 砂 成 型 后标准养护 2 8 d 以钢筋为阳极 , 不锈钢尺为辅助 电 1 ) 文中涉及 的含量、 水胶 比等 除特别说明外 , 均为质量分数 或质量 比 极 , 饱 和甘汞 电极 为参 比 电极 , 在 饱 和 C a ( OH) 溶 液 中通 5 0 A c m 叵 电流 , 然 后 测 试 钢 筋 极 化 电 位 随时 间的变 化 表 4 胶 砂配合 比
19、T a b l e 4 M i x p r o p o r t i o n s o f mo r t a r g Co d e Ce me nt F S1 a g, M e t a -S a n d S e a s a n d F 。 h s 一 5 5 5 5 5 5 5 2 2 2 2 2 2 2 2 2 2 2 2 2 2 u 2 2 O 0 0 O O O 0 5 5 5 5 5 5 5 3 3 3 3 3 3 3 l 1 11 O 5 3 O 0 0 0 O O O O 5 5 6 7 6 7 6 7 4 4 3 2 3 2 3 2 1 2 3 4 5 6 7 8 P P P P P
20、 P P P 学兔兔 w w w .x u e t u t u .c o m 第 1 期 周俊龙 , 等 : 掺阻锈剂掺合料 海水 海砂混凝土护筋性探讨 钢 筋失重 率 测试参 照 J T J 2 7 0 9 8 水 运工 程混 脂 , 然 后循 环 浸烘 ( 浸入 天然 海 水 中 1 d , 再 在 6 O 凝土试验规 程 进行 胶砂按水 灰 比 0 4 5 、 灰砂 比 下烘 2 3 d为一循环) 用酸洗掉钢筋表面 的腐蚀 1 0 : 2 5 拌 制 , 且 采 用 海 水 和 海 砂 替 代 淡 水 和 标 准 产物 , 酸洗 同时 , 在 洗液 中放 人 2根 尺寸相 同的 同类 砂
21、 胶砂 成 型后标 准养 护 1 3 d , 再 于 ( 6 0 2 ) 的烘 无锈 钢筋 作空 白校 正样 , 酸洗 完 毕后 烘干 称重 钢 筋 箱中烘 6 d , 取 出并在 试件两端和侧 面涂上环氧树 失重率( 训) 如下计算 : 厂 , 、 , 、 叫一 I f m o 一 一 二 堕 ) l l O O m o m o t3 Z 0 叫一l I 一 一 一 J J 八 【 、 J 式 中 : m m。 分别 为 两空 白校 正样 钢 筋 的初 始 质量 ( g ) ; , 分别为两空 白校正样 钢筋酸洗后 的质 量( g ) ; m。 为酸洗前试 验钢筋 的初始质量( g ) ;
22、m 为 酸 洗后 试验 钢筋 的质 量 ( g ) 2结果与分 析 2 1 钢筋 极化 电位 2 1 1 掺合料的影响 图 1 为掺掺合料胶砂试件中钢筋极化电位与时 间的关 系 曲线 图 1 显 示 : 淡水 标 准砂配 制 的胶 砂试 件 ( P 1 ) , 通 电后 钢 筋 极 化 电位 迅 速 上 升 , 然 后 一 直 保持恒定 , 说 明该胶砂试件中的钢筋不会产生锈蚀 ; 未掺掺合料的海水海砂胶砂试件( P 2 ) , 通 电后钢筋 极化电位迅速上升 , 随后便迅速下降, 表明钢筋表面 形成的钝化膜很快被氯离子破坏 ; 掺掺合料的海水 海 砂胶 砂试 件 ( P 3 P 8 ) ,
23、钢筋 极 化 电位相 对 未 掺 掺 合料试件( P 2 ) 均明显正移, 说明掺合料具有缓蚀作 用 , 从而使钢筋钝化膜 的稳定性得到提高 根据 图 1 中钢筋极化电位正移程度 , 可判 断掺合料缓蚀效果 强弱顺序为: 偏高岭土矿渣粉煤灰 , 即偏 高岭土 的缓 蚀效 果最 优 J Ti m e ra i n 图 1 掺掺合料胶砂试件 中钢筋极化 电位与 时间的关 系曲线 Fi g1 Cu r v e s of r e ba r po l a r i z a t i on p ot e n t i a l a nd t i me f o r mor t a r c on t a i ni n
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