【摘 要】
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钢筋混凝土结构在含Cl-、SO42-等侵蚀性离子条件下会加速退化,导致使用寿命缩短。环境中侵蚀性Cl-是影响钢筋混凝土结构使用寿命的首要因素,而添加缓蚀剂是保护钢筋最经济高效的手段之一,目前的研究主要集中在亚硝酸盐等毒性较大的无机缓蚀剂。因此,研究Q235钢在含氯盐模拟混凝土孔隙液中的腐蚀行为以及绿色有机缓蚀剂的研究具有重要意义。导电混凝土可提高输电杆塔接地装置的耐蚀性和电气性能,而接地装置在土壤
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钢筋混凝土结构在含Cl-、SO42-等侵蚀性离子条件下会加速退化,导致使用寿命缩短。环境中侵蚀性Cl-是影响钢筋混凝土结构使用寿命的首要因素,而添加缓蚀剂是保护钢筋最经济高效的手段之一,目前的研究主要集中在亚硝酸盐等毒性较大的无机缓蚀剂。因此,研究Q235钢在含氯盐模拟混凝土孔隙液中的腐蚀行为以及绿色有机缓蚀剂的研究具有重要意义。导电混凝土可提高输电杆塔接地装置的耐蚀性和电气性能,而接地装置在土壤中的腐蚀影响因素众多,土壤中不同p H、含盐量、侵蚀性离子对输电杆塔接地装置的腐蚀存在较大差异,研究Q235钢/导电混凝土在土壤中的腐蚀规律及机理,探究各土壤环境因素对腐蚀过程的影响权重,对于接地装置的防护设计具有积极意义。本文首先采用电化学噪声、电化学阻抗谱、XRD、SEM等方法研究了Cl-对Q235钢腐蚀行为的影响,并基于电化学噪声研究了Q235钢在0.5mol/L Na Cl的饱和Ca(OH)2溶液中的腐蚀过程。其次,采用动电位极化曲线、Mott-Schottky曲线、SEM等方法研究了十二烷基苯磺酸钠(SDBS)对Q235钢的缓蚀作用及吸附行为。最后,对Q235钢/导电混凝土在三种典型土壤泥浆中的腐蚀规律及机理进行了分析,并基于灰色关联度理论计算出了土壤中各离子对Q235钢腐蚀的影响权重。主要研究结果如下:(1)Cl-抑制Q235钢在模拟混凝土孔隙液中钝化,随Cl-浓度增加,Q235钢表面腐蚀程度越严重。Q235钢在0.5mol/L Na Cl的饱和Ca(OH)2溶液中的腐蚀过程可分为三个阶段,即(Ⅰ)钝化膜形成与破裂阶段、(Ⅱ)亚稳态点蚀阶段、(Ⅲ)Ca2+沉积与腐蚀产物形成阶段。(2)当Q235钢在0.5mol/L Na Cl的饱和Ca(OH)2溶液中腐蚀10d时,Q235钢表面出现Fe2O3与弥散分布的Ca CO3晶体,此时阻抗谱出现类Warburg阻抗,电荷转移成为快步骤,进而使O2的扩散成为反应的控制步骤。(3)SDBS在Q235钢表面的吸附为Langmuir型吸附,其ΔHm≈-24 k J/mol,表现为放热反应;ΔGm≈-32 k J/mol,表现为混合吸附;ΔSm≈27 J·mol-1K-1,表现为熵增的自发反应。室温下添加8.315×10-4 mol/L的SDBS其缓蚀率可达85.72%。(4)Q235钢/导电混凝土在三种典型土壤环境中腐蚀速率按土壤类型由小到大排序为盐碱土、黄棕壤、红壤。根据灰色关联度理论计算,土壤中各离子的影响权重排序为:p H>[SO42-]>[Ca2+]>[Cl-]>[HCO3-]>[Mg2+]>[Fe3+]。
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