氯离子在混凝土中的传输及其对钢筋腐蚀行为的影响

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1、分类号：密级：ＵＤＣ：：编号专业硕士学位论文）氯离子在混凝土中的传输及其对钢筋腐蚀行为的影响硕士研究生：宿露指导教师：孟国哲教授学工程领域：材料工程论文主审人：金国教授＊？哈尔滨工程大学２０１８年３月分类号：密级：1UDC：编号：1专业硕士学位论文（工程硕士）氯离子在混凝土中的传输及其对钢筋腐蚀行为的影响硕士研究生：宿露指导教师：孟国哲教授学位级别：工程硕士工程领域：材料工程所在单位：材料科学与化学工程学院论文提交日期：2017年12月25日论文答辩日期：2018年3月9日学位授予单位：哈尔滨工程大学ClassifiedIndex

2、:U.D.C:ADissertationfortheProfessionalDegreeofM.Master(MasterofEngineering)TransportofChlorideIonsinConcreteandEffectonReinforingSteelCorrosionBehaviorCandidate:XuLuSupervisor:Prof.MengGuozheAcademicDegreeAppliedfor:MasterofEngineeringEngineeringField:MaterialEngineeringDateofSubmission:Dec.25,2

3、018DateofOralExamination:Mar.9,2018University:HarbinEngineeringUniversity氯离子在混凝土中的传输及其对钢筋腐蚀行为的影响摘要钢混结构作为现今应用最为广泛的基建材料，腐蚀失效是其损坏的主要因素之一。一旦混凝土包裹中的钢筋发生严重腐蚀，就会导致钢混结构失效，造成极其庞大的经济损失。而钢筋的腐蚀则主要是由于氯离子的侵入加速了钢筋表面的电化学腐蚀过程，因此，阻挡氯离子在钢混结构中的传输尤为重要。本文从两方面研究氯离子的传输行为，一是通过在混凝土中添加外加剂来影响氯离子在混凝土中的传输。二是通过制备转化膜—阻碍Cl向钢筋内部

4、的传输。以磷化成膜理论为指导，在钢筋表面制备相对于钝化膜耐—蚀性能高的双层膜，使其对Cl有较好的屏蔽作用，从而延缓了钢筋腐蚀的进程。—本文在研究增强混凝土阻碍Cl传输能力的工作中，利用氯离子电迁移测试和钢筋涂覆混凝土试样阻抗监测两种方法，分别对掺入两种不同添加剂的混凝土试样与原试样—的性能加以表征和比较。首先对监测混凝土内Cl传输的电迁移实验装置进行可靠性验证，结果表明，其测试结果稳定可靠，不仅可以实现对混凝土的无损检测，而且可以一定程度上实现对钢筋寿命的预测。然后研究了添加聚羟酸减水剂和氟化钠对混凝土中氯离子传输行为的影响，结果表明，添加了氟化钠对氯离子在混凝土中的传输行为影响不明显

5、，而聚羟酸减水剂在浸泡初期（46h）能显著抑制氯离子在混凝土中的传输速率，但随着浸泡时间延长(231h)，较多的氯离子仍能穿过混凝土层，说明聚羟酸减水剂能够在一定程度上延长钢筋混凝土的服役寿命。—在研究制备钢筋表面转化膜屏蔽Cl、提高钢筋耐蚀性这一部分中，以磷酸盐膜的成膜理论为指导，在不同pH下制备Zn-Ni和Zn-Ca磷酸盐膜，筛选出制备这些单层膜的最优参数。结果表明对Zn-Ni磷酸盐单层膜而言，pH=5.0条件下制备的Zn-Ni磷酸盐膜最为致密，对氯离子屏蔽作用最强，具有低的自腐蚀电流密度和高的腐蚀电位，耐腐蚀性最好。Zn-Ca磷酸盐膜层更加致密，具有更高的击破电位和低的维钝电流密

6、度，但具有较高的自腐蚀电流密度和较低的腐蚀电位。为了综合利用两种单层膜的优点，进一步采用两步法制备了Zn-Ni-Ca双层膜。通过电化学阻抗谱、动电位极化曲线、零电荷电位、恒电位极化等电化学手段以及SEM、EDS等测试方法，对该双层膜的电化学阻抗性能、极化性能、离子吸附性能进行分析。结果表明，双层转化膜具有Zn-Ni和Zn-Ca—单层膜的综合优异性能，对Cl有很强的屏蔽作用，对基体保护作用最好，可以有效抑—制Cl对钢筋的腐蚀。关键词：氯离子；钢筋混凝土；磷酸盐转化膜；电化学技术I氯离子在混凝土中的传输及其对钢筋腐蚀行为的影响AbstractAsthemostwidelyusedinfra

7、structuralmaterials,corrosioninducedfailureisoneofthemainfactorsofthedamageofsteel-concretecompositestructure.Oncethesteelwhichwrappedinconcretesufferstheseriouscorrosion,itwillleadtothefailureofthewholestructure,resultingin