不同ph值模拟混凝土孔隙液中镀锌层的阳极特性逆转

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1、不同pH值模拟混凝土孔隙液中镀锌层的阳极特性逆转1不同pH值模拟混凝土孔隙液中镀锌层的阳极特性逆转11121余长春，游革新，王剑，骆朋华，刘钧泉(1．华南理工大学机械与汽车工程学院，广东广州510640;2．中山市华捷钢管实业有限公司，广东中山528000)［摘要］在不同pH值的混凝土中镀锌层显示有阳极逆转现象，其对基体钢的保护作用出现变化。以回填海沙导致近海陆地混凝土建筑镀锌钢管的局部腐蚀为例，模拟其实际工况，将镀锌试样置于6种不同的模拟混凝土孔隙液中，将去锌层钢基置于3．5%NaCl中性溶液中浸泡24h，用盐桥连接电解池，测定2种试样间的电－位-时间曲

2、线和电偶电流值，并与无预浸泡的相应值对比。结果表明:(1)当镀锌层在含有Cl的中性溶液及pH=10．0，11．0的Ca(OH)2溶液中时，对钢基体起到了牺牲阳极的保护作用;(2)当镀锌层在pH=12．0的Ca(OH)2溶液中时，无论是否预浸泡其电位均出现逆转现象，且电偶电流值为正值，反而会促进钢基体的腐蚀;(3)在pH=12．5的Ca(OH)2溶液中，无预浸泡时镀锌层对去锌层钢基有保护作用，预浸泡24h后初始阶段具有保护作用，1650s后时出现逆转，不仅已失去对钢基体的保护作用，反而会加速其腐蚀。［关键词］腐蚀行为;阳极特性逆转;混凝土;模拟孔隙液;镀锌试

3、样;电位-时间曲线;电偶电流［中图分类号］TG172．8［文献标识码］A［文章编号］1001－1560(2013)02－0001－030前言本工作模拟上述工况，探讨电偶电池的极性，以判断不同情况下镀锌层是否仍具有保护作用。－镀锌层在碱性情况下，甚至是在含有Cl的碱性环境中均呈现阳极特性，对钢基有保护作用。但在某1试验些pH值下特定的时间内，有电流极性逆转现象，说明1．1实际工况模拟及试样制作［1］镀锌层对于钢基体并非总呈电极负性。研究镀锌将镀锌件和去锌层钢基分别置于装有不同模拟的20钢试样在80℃的海水和65℃自来水中的极性溶液的电解池中，并用盐桥将2个电

4、解池相连。图1逆转情况发现，镀锌层使用的适宜环境为80℃时为为混凝土中试样的实际工况，图2为其模拟工况。［2］自来水、65℃时为海水。考察铝-铁电偶在3%NaCl溶液中发生极性逆转的温度范围，显示30～90［3］℃范围内不会发生极性逆转。但室温环境下非均相溶液中锌-铁电偶的极性逆转情况尚未见研究。近海陆地楼宇等的建筑物，不时会出现极性逆转现象，原因是对镀锌构件周边就近采用部分海沙回填，再进-行混凝土施工，导致混凝土中局部Cl浓度显著增大，镀锌层被提前破坏，暴露出钢基和镀锌层，即处在一个介质相异的电偶腐蚀电池中。图1混凝土中试样的实际工况图2中的电解池A对应

5、于图1中的孔隙液A，电［收稿日期］20120826［通信作者］余长春(1991－)，硕士研究生，主要从事解池B对应于孔隙液B;图2左侧去锌层钢基的半反安全技术及工程研究，电话:13560180329，应相当于图1中A’处(无镀锌层存在的裸钢基体处)E-mail:yuchangchun521@126．com所发生的反应;右侧镀锌层的半反应相当于图1中2不同pH值模拟混凝土孔隙液中镀锌层的阳极特性逆转2以2块5cm铜片作电极，置于2份3．5%NaCl溶液中，盐桥的管口Ⅱ，Ⅲ分别置于其中，铜电极尽量移近到管口处，用恒电位阶跃法测试I-t响应曲线，从It=0的值估

6、算体系的电阻约为250Ω(包括了2块铜电极的表面阻抗和盐桥电阻)，因而盐桥的电阻小于250Ω，可粗略认为是图2电偶电池的内阻。1．3测试与分析(1)电位-时间曲线以EG＆G-PAR263A型电图2试样实际工况模拟化学工作站进行测试:饱和甘汞电极为参比电极，电B’处(有镀锌层存在的钢基体处)所发生的反应;图2位-时间测试时间1800s，温度为室温。测试分2组:中的盐桥相当于图1中混凝土的横向孔隙C。将去锌层钢基置于溶液1中，镀锌试样置于溶液1～6电极材料准备与文献［1］相同。具体步骤如下:中，立即测试得到7组电极电位数据，并绘制电位-时电极原材料为DN25热

7、镀锌钢管，内衬聚丙烯，基体间曲线，此为无预浸泡数据;将镀锌试样和去锌层钢材料为Q235钢。用背散射电子技术测定镀锌层厚度基在测试溶液中浸泡24h后测试，获得的7组电极电为45～55μm。从镀锌管上截取20mm×20mm试位数据为预浸泡后的数据。如无特别说明，所给电位样，焊接测试导线，并依次用酒精、蒸馏水擦拭及清洗值均为相对饱和甘汞电极(SCE)。镀锌层测试表面，最后以松香石蜡封样，且留出1cm2(2)电偶电流测试图2两个电极的电位和电极作为工作面;对于去锌层钢基，则先用砂轮和砂纸将之间的电偶电流，从热力学和动力学两方面评价镀锌其表面镀锌层去除，然后按照镀锌

8、试样的处理方法处层在各种不同情况下对钢基体的保护作用。理。电偶电流