有机钢筋阻锈剂在混凝土中的阻锈性能及其对混凝土性能的影响.pdf
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1、2 0 1 2 年 第 2 期 (总 第 2 6 8 期 ) N u mb e r 2 i n2 0 1 2 ( T o t a l No 2 6 8 ) 混 凝 土 Co n c r e t e 原材料及辅助物料 M ATER【 AL AND ADM I NI CLE d o i : 1 0 3 9 6 9 i s s n 1 0 0 2 3 5 5 0 2 0 1 2 0 2 0 2 2 有机钢筋阻锈剂在混凝土中的阻锈性能 及其对混凝土性能的影响 杨林,李遵云,胡珊 ( 中交武汉港湾工程设计研究院有限公司,湖北 。 武汉 4 3 0 0 7 1 ) 摘要 : 采用半电池 电位和线性极化法监
2、测钢筋在掺有有机钢筋 阻锈剂 的 昆 凝 土中的锈蚀 时间 , 研究有 机钢筋 阻锈 剂在混凝 土中的阻 锈性能, 并研究阻锈剂对混凝土工作性能、 力学性能、 抗渗性能、 干燥收缩和水泥水化热的影响。 研究结果表明: 该有机钢筋阻锈剂能降低 钢筋的腐蚀速率, 延长钢筋发生锈蚀的时间, 具有优良的阻锈效果。 掺人该阻锈剂后 , 混凝土的工作性能有一定程度的改善, 抗氯离子渗 透性能得到提高, 水泥水化热略有降低, 收缩也略有减小, 对混凝土的抗压强度基本没有影响。 关键词 : 有机钢筋 阻锈剂 ;半 电池电位 ;线性极化 中图分类号: T U 5 2 8 0 4 2 6 文献标志码: A 文章编
3、号: 1 0 0 2 3 5 5 0 ( 2 0 1 2 ) 0 2 0 0 7 2 0 3 Eva l ua t i on of or g ani c c or r os i on i nhi bi t or e f f ec t i v en es s i nt o t he c onc r e t e 4 r G Li n LIZu n- y u n。 H U S h a h ( Wu h a nHa r b o u r E n g in e e ri n gDe s i g n a n d Re s e a r c hI n s t i t u t eC o , L t d o f C
4、 C CC, Wu h a n4 3 0 0 7 1 , C h i n a ) Abs t r a c t :Ti me t o c o r r o s i o n o f a n o r g a n i c c o rro s i o n i n h i b i t o r i n c o n c r e t e wa s mo n i t o r e d t h r o u g h 1 i n e a r po l a r i z a t i o n r e s i s t a n c e a n d h a l f - c e l l p o t e n t i a l me t h
5、o d Th e i n fl u e n c e o fc o r r o s i o n i n h i b i t o r o n g e n e r a l c o nc r e t e h and l i n g, pe rfo r ma n c e a n d d u r a b i l i t y p r o pe r t i e s we r e a l s o i nv e s ti g a t e d Re s u l t s i n d i c a t e d t h at t h e c o rr o s i o n i n h ib i t o r s i gn i
6、fi c a n t l y d e l a y e d the o n s e t o f c o r r o s i o n an d r e d u c e d t h e r a t e o f c o rro s i o n o f r e i n f o r c i n g s t e e 1 T h e s h r i n k a ge o f c o n c r e t e, p e n e t r a t i o n o f c h l o ri d e s a n d h y d r ati o n h e a t we r e a l s o s l i g h t l
7、y d e c r e a s e dMo r e o v e r , the i n h i b i t o r wa s f o u n d t o h a ve l i t t l e e f f e c t o n t h e c o mp r e s s i v e s t r e n g t h o f c o nc r e t e Ke y wor ds : o r g a n i c c o r r o s i o n i nh ibi t o r ; ha l f - c e l l po t e n t i a l ; l i n e a r p o l a r i z a
8、 t i o n r e s i s t a nc e 0 引言 钢筋锈蚀引起混凝土结构的过早破坏, 已成为当今世界的 重大问题, 尤其是在海洋环境和撤除冰盐混凝土结构中钢筋很 容易遭受氯盐的侵蚀, 导致混凝土结构耐久性和使用寿命大大 降低, 不仅危害结构安全 , 也带来了巨大的经济损失。 防止钢筋 锈蚀的技术措施有多种, 包括使用双掺高性能混凝土、 增加保 护层厚度、 混凝土表面涂层 、 阴极保护等, 在提高混凝土密实性 的基础上, 掺用钢筋阻锈剂是最通常使用的方法, 而且是最简 单、 经济和效果好的技术措施【 ” 。 传统阻锈剂多为亚硝酸盐类阻锈剂 , 这类 阻锈剂阻锈效 果虽好 , 但其
9、毒性和潜在的孑 L 蚀危险, 使得它的应用受到很大 限制, 因此, 低毒 、 环保的有机复合型钢筋阻锈剂成为 目前该 领域研究和应用的热点_ 2 _ 。 有机钢筋阻锈剂可以利用混凝土 的多孔结构, 通过在混凝土孔隙间, 以气液双相扩散到达钢筋 表面 , 形成有效的保护膜。 目前对有机阻锈剂的性能评价大多 是在模拟孔溶液和硬化砂浆中进行, 对于混凝土中的性能则 研究较少。 本试验采用半电池电位和线性极化法研究有机钢 筋阻锈剂在混凝土中的阻锈性能, 并系统研究阻锈剂对混凝 土性能的影响。 收稿 日期 :2 0 1 1 加8 2 2 7 2 1 试验研 究 1 1 试验原材料 ( 1 ) 水泥: 安
10、徽宁国海螺水泥厂生产的 P I I 4 2 5级水泥。 ( 2 ) 粉煤灰: 武汉阳逻电厂生产的风选 I 级粉煤灰。 ( 3 ) 矿粉: 浙江余姚明峰生产的S 9 5 级矿粉。 ( 4 ) 细集料: 河砂, 细度模数为 2 6的中砂。 ( 5 ) 粗集料: 选用质地坚硬、 表面粗糙、 5 2 5 m 1 连续级配 的碎石。 ( 6 ) 减水剂: L N S P聚羧酸减水剂, 减水率大于 2 5 。 ( 7 ) 阻锈剂: 中交武港院生产的QS有机钢筋阻锈剂。 ( 8 ) 水: 自来水。 1 2 试 验 方法 1 2 1 混凝土浸烘循环试验 采用混凝土浸烘循环法研究有机钢筋阻锈剂( QS ) 在混
11、凝 土中的阻锈性能, 并与亚硝酸钙( c N) 的阻锈性能进行对比。 混 凝土浸烘循环试验法参照 J T J 2 7 0 9 8标准中混凝土中钢筋腐 蚀快速试验方法制作试件。 成型试件尺寸为 1 0 0 mmx l 0 0 m mx 1 5 0 I T I I T I , 混凝土配合比见表 1 。 阻锈剂随拌和水掺入, 有机钢筋 阻锈剂的掺量为 1 2 k g m s , 根据阻锈剂掺量相应的扣除用水量。 浇制时, 两头采用端头板固定钢筋 , 以保证钢筋的保护层厚度为 3 0 mm。 试件成型后放人标准养护室养护 1 3 d , 再放入( 8 0 2 ) 的烘箱中烘 4 d , 冷却后放人塑料
12、箱中, 用浓度为 3 5 的食盐水 浸泡 2 4 h后取出, 再放入烘箱 , 在( 6 0 2 ) 的温度下烘 1 3 d 。 1 4 d 为一次循环 , 按此循环不断往复。 每个循环结束 , 测试件的 自腐蚀电位和腐蚀电流密度, 监测钢筋发生锈蚀的时间。 钢筋一 旦发生锈蚀 , 就停止循环, 将试件沿钢筋破开 , 测钢筋失重率和 锈蚀面积。 表 1 混凝土配合 比 1 2 、 2 电化学测试方法 半电池电位参照AS T M C 8 7 6方法, 采用高阻抗电压表测钢 筋电极和饱和甘汞电极之间的电位差。 采用 C o r r t e s t 腐蚀电化 学测试系统 , 饱和甘汞电极作为参 比电极
13、 , 以不锈钢板作为辅 助电极, 用线性极化法测各试件的腐蚀速率。 线性极化的扫描范 围为一 1 0 1 O mv( 相对开路电位) , 扫描速率为 1 0 mV mi n 。 通过 S t e r n G e a r y 方程计算腐蚀电流密度。 混凝土电阻( 即I R降) 通过 恒电流阶跃中的断电流法补偿 r = , ( 1 ) 式中: 腐蚀电流密度; 极化电阻。 当钢筋处于钝态时, 常数 取 5 2 mV; 处于活化状态时, B 取 2 6 mv 。 当钢筋的自腐蚀电位降至一 3 0 0 mV以下, 腐蚀电流 密度达到 0 5 tx A c m2 时, 即认为钢筋发生锈蚀。 2结果与讨论
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