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1、第41卷第1期Vol.41，No.12015年2月SichuanBuildingMaterialsFebruary，2015带轧皮钢筋的三种表面转化膜及其耐蚀性李源晋,路新瀛(清华大学土木工程系,北京100084)摘要:针对实际带轧皮钢筋的大气腐蚀问题,采用线性极化电位扫描区间为:自腐蚀电位±15mV,扫描中温磷化、发蓝和三价铬钝化技术对其进行预钝化处理,速率为0．5mV/s;动电位扫描范围为相对于自腐蚀电位的用模拟雨水浸泡实验对比三种技术的处理效果。实验结果-1V~+1．5V,扫描速率为1mV/s。表明:经三种工艺处理的带轧皮钢筋在模拟雨水中的腐蚀1．3表面处理工艺
2、及模拟雨水侵蚀速率均较未处理前有所降低;三者之中,磷化处理效果最中温磷化工艺:磷化液配方见表1。先将ZnO与水调成佳,浸泡模拟雨水24h未发生任何腐蚀。糊状,再将其他组分依次添加,采用恒温水浴将磷化液加热关键词:钢筋;热轧皮;预钝化;转化膜至70℃后,放入钢样,磷化20min,烘干后放入干燥器。中图分类号:TG172文献标志码:B发蓝工艺:将钢样放入600g/LNaOH、200g/LNaNO2文章编号:1672-4011(2015)01-0001-03混合液,70℃恒温水浴中钝化24hrs。DOI:10.3969/j.issn.1672-4011.2015.01.00
3、1三价铬钝化工艺:钝化液配方见表2,室温下自然浸泡15min。0前言[9]表1中温磷化液配方g/L金属转化膜通常指金属表层原子与介质中的阴离子发ZnOH3PO4Zn(NO3)2EDTA[1]1060523生反应,在金属表面生成附着良好的隔离层。钢铁常用Na3PO4NaNO2NaFNi(NO3)2的转化膜技术有:磷化、发蓝、发黑、铬酸盐钝化及草酸3568盐钝化等。为保证成膜质量,这些工艺通常需要精心的前[10]后处理,如除锈、脱脂、抛光、封孔等。表2三价铬钝化液配方mol/L本文中所谓钢筋预钝化是指在出厂或使用前对带轧皮Cr(NO3)3CrCl3Zn(NO3)2钢筋进行
4、的钝化处理,以延缓钢筋在贮运、乃至使用中的0．20．10．2过早腐蚀。实际钢筋表面的热轧皮(简称轧皮)使得它与光模拟雨水侵蚀:室温下于表3所示的模拟雨水中自然亮钢筋的钝化特性不同,关于此问题的研究正在进行浸泡24h。所有溶液用分析纯试剂和去离子水配制。[2-5]中。因采用模拟混凝土孔溶液等方法预处理的带轧皮表3模拟雨水组成μmol/L[6]钢筋无法抵御模拟雨水的24h腐蚀,故本文转而探讨化pHNaCl(NH4)2SO4学转化膜技术对带轧皮钢筋的预钝化效果。不过,有关此5a1525[7-8]方面的文献报道较少,仅见Manna等对带轧皮钢筋的a1525a用HNO调节。3磷
5、化进行了研究。他们采用市售磷化液在带轧皮钢筋表面获得了耐蚀性良好的磷化膜,并认为热轧皮的存在对磷化2结果与讨论起了一定催化作用。本文拟采用磷化、氧化发蓝和铬酸盐钝化对带轧皮钢2．1动电位扫描曲线筋进行预钝化处理,用模拟雨水浸泡实验对比其处理效果,图1是带轧皮钢筋经三种工艺处理后在模拟雨水中的以期探讨带轧皮钢筋表面转化膜预钝化技术的可行性。典型动电位扫描曲线。可以看出,三种钢筋在模拟雨水中均无明显致钝电位区间,呈活化腐蚀行为。1实验方法1．1试样制备与形貌观察实验采用ϕ10mm的Q235普通热轧带肋钢筋。钢样两端以914胶密封,中间裸露10mm长的表面作为测试面。所有试
6、样测试前均经丙酮去油,无水乙醇中超声清洗15min。用SEM和EDS分别对预钝化钢筋进行形貌观察和主要元素分析。1．2电化学实验采用科斯特CS350型电化学工作站和三电极体系对处理前后的钢筋进行线性极化和动电位扫描测试,其中参比图1模拟雨水中的动电位扫描曲线电极为饱和甘汞电极(SCE),辅助电极为铂金丝。表4是钢筋处理前后的自然腐蚀电位和自腐蚀电流密度。可以看出,尽管磷化处理后的钢筋自腐蚀电位最低,作者简介:李源晋(1990-),男,在读硕士研究生,研究方向:钢筋的腐蚀与防护。但其自腐蚀电流密度却最小,是未处理钢筋的1．1%,是发基金项目:北京市自然科学基金资助(21
7、22028)蓝处理钢筋的11．6%,是三价铬钝化处理钢筋的21．0%。·1·Vol.41，No.1第41卷第1期February，2015SichuanBuildingMaterials2015年2月磷化处理效果最好。相较未处理钢筋,三种处理工艺均能对钢筋的腐蚀起促进作用。显著降低钢筋在模拟雨水中的腐蚀速率。表4钢筋自腐蚀电位和电流密度E/(mV/SCE)I/(μA/cm2)磷化-441．60．78发蓝-296．96．71三价铬钝化-306．33．71未处理-328．069．82．2耐蚀性检验2．2．1发蓝处理钢筋的耐蚀性图2是带轧皮钢筋经发蓝处理后
