迁移型阻锈剂对混凝土钢筋的保护作用

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1、迁移型阻锈剂对混凝土钢筋的保护作用曹琨，付玉彬。李伟华。李云菊，侯保荣(1．中国海洋大学材料科学与工程研究院，山东青岛266100；2．中国科学院海洋研究所山东省腐蚀科学重点实验室，山东青岛266071；3．重庆大学化学与化工学院，重庆400044)[摘要]氯离子诱发的钢筋锈蚀是影响混凝土结构耐久性的主要因素之一。利用电化学和表面分析技术研究了有机类表面迁移型阻锈剂在混凝土腐蚀模拟液中对混凝土块及其中钢筋的保护作用。结果表明：新型阻锈荆的缓蚀效率超过80％；加入新型阻锈剂后，钢筋表面平整；涂刷在混凝土表面的复合阻锈剂，能够迁移到混凝土内部，通过物理、化学吸附，在钢筋表

2、面形成一层吸附膜，阻碍了氯离子与钢筋表面的接触，使腐蚀反应速率降低，从而起到了保护钢筋的作用。[关键词]锈蚀；迁移型阻锈剂；腐蚀保护；混凝土；钢筋；氯离子；电化学方法[中图分类号]TG174．42[文献标识码]B[文章编号]1001—1560(2010)06—0068—04O前言基乙醇胺(DMEA)、N，N一二乙基乙醇胺(DEAE)加至模拟腐蚀液中，浓度各为0．5mol／L。各种海洋工程设施不可避免地要遭受海水、海洋(2)复合阻锈剂通过对比，选取DMEA分别与1大气或更为苛刻的飞溅区、潮差区的腐蚀。钢筋混凝g／L聚氧乙烯去水山梨醇单油酸酯(Tween80)、烷基酚土广

3、泛应用于桥梁、建筑物、高架桥、堤坝、海底隧道和与环氧乙烷的缩合物(OP．10)和十二烷基苯磺酸钠大型海洋平台，其年消耗量不断增长。影响钢筋混凝(SDBS)进行复配和筛选，最终以0．1mol／LDMEA分土耐久性的因素是复杂的¨。]，而钢筋腐蚀则是关键别与1g／LSDBS，1g／LTwen80，1g／LOP-10复配成3性的因素。种复合阻锈剂。控制混凝土钢筋腐蚀的方法有很多，如采用耐蚀钢筋、阴极保护、钢筋涂(镀)层和钢筋涂阻锈剂等。钢1．2混凝土腐蚀液的模拟筋阻锈剂是能阻止或减缓钢筋腐蚀的化学物质，通常混凝土模拟腐蚀液的配制：饱和Ca(OH)：溶液中将其掺加到混凝土中或

4、涂敷在混凝土表面，使之渗入加入3．5％NaC1，用NaHCO调节pH值至l0．5。所用至钢筋表面，这是最常用、最简单和经济有效的技术措药剂均为分析纯试剂，用一次去离子水配制。施。1．3试样的制备本工作采用电化学和表面分析技术，研究了一种试验钢筋为建筑用A3钢，成分(质量分数)：复合型有机阻锈剂对含Cl一混凝土中钢筋的电化学腐0．180％C，0．034％S，0．035％P，0．300％Si，0．550％Mn，蚀行为和阻锈作用。余量为Fe；JJu工成0．7cln×9．5cm，以外表面为工作1试验面，上下端分别用常用环氧树脂涂封。水泥为425R早1．1阻锈剂的种类强型普通硅

5、酸盐水泥，混凝土细骨料为河沙。钢筋混凝(1)单项阻锈剂将三乙醇胺(TEOA)、N，N一二甲土块按水泥、砂、水比为1．0：3．0：0．6配制，制成90mln×15tuna×15mm，钢筋埋于其轴心位置。上端用导线[收稿日期]20o9一l2—28引出。制作好后在室温(25±2℃)下湿养护28d。[基金项目]海洋工程钢筋混凝土结构防腐蚀关键技术及1．4检测分析示范工程(2007BAB27B03)[通信作者]李伟华，电话：0532—82898740，E．mail：电化学测试在(25±2)℃下进行，采用Parstat2273liweihua@qdio．ac．ca电化学工作站，以

6、钢筋为工作电极，饱和甘汞电极为参材料偶比电极，铂电极为辅助电极。通过开路电位、电化学交表1等效电路拟合数据流阻抗、极化曲线等方法测定钢筋电极在不同条件下。阻锈剂。／ncl／’n1f／ncj(p．Fn2／nT7／％一，、的腐蚀电位、电荷转移电阻、腐蚀电流密度等参数，并cmjcmJ通过式(1)，(2)计算缓蚀效率。叼(R)：——xl00(l1)田叼：———一x100(L2)』c0rr．0蚀性离子与钢筋表面的相互接触面积，从而抑制了腐式中R。——加阻锈剂的电荷转移电阻，Q蚀的进行；N原子上的取代基不同，在钢筋表面的排列R——不加阻锈剂的电荷转移电阻，Q密度不同，其电阻值也不

7、同。，c⋯。——空白时的腐蚀电流，A图3为钢筋在含有3种阻锈剂混凝土模拟腐蚀液——加缓蚀剂时的腐蚀电流，A中的动电位极化曲线。由图3可以看出：阻锈剂的加入并没有引起阴、阳极反应Tafel曲线的明显变化，但2结果与讨论阳极溶解过程和阴极溶氧过程都受到了抑制；A3钢的腐蚀电位较空白溶液均有不同程度的增大。通常，自2．13种单项阻锈剂的缓蚀效果腐蚀电位变化在85mV以上，阻锈剂才可被为是阴极图1为钢筋在含有3种阻锈剂混凝土模拟腐蚀液型或阳极型。由此，TEOA可认作是混合型阻锈中的Nyquist谱。由图1可见，不同阻锈剂中钢筋的阻剂J，DMEA和DEAE为阳