论文部分内容阅读
钢筋混凝土结构是自20世纪以来使用的最为广泛的建筑材料之一,钢筋在混凝土中的耐蚀性是研究人员长期关注的热点。混凝土中钢筋的腐蚀主要有两个原因,混凝土的碳化和氯离子的侵蚀。本文以热浸镀Zn-5%Al合金镀层作为钢筋的保护涂层,对其在混凝土中的电化学腐蚀行为做了研究,并通过将热浸镀Zn-5%Al层在混凝土模拟孔隙液和混凝土中的电化学行为对比,系统地研究了其作为混凝土中钢筋保护层的可行性。实验首先采用Tafel极化测试和电化学阻抗谱方法,研究了热浸镀Zn-5%Al镀层在混凝土模拟孔隙液中浸泡不同时间的腐蚀行为,探讨了腐蚀产物保护层试样在混凝土模拟孔隙液中的耐氯离子腐蚀性。研究表明,Zn-5%Al镀层浸泡15d后自腐蚀电流密度为1.16×10-7A/cm2,接近钢筋混凝土钝化临界值1.00×10-7A/cm2,耐蚀性最佳,对腐蚀产物进行SEM形貌分析和EDS成分分析表明此时试样表面是由片状的锌酸钙(Ca HZn)和团絮状的铝酸钙(Ca HAl)组成;腐蚀产物保护层试样在0.1mol/L的氯离子混凝土模拟孔隙液中浸泡30d后,自腐蚀电流密度为4.53×10-7A/cm2,耐蚀性优异,在1mol/L的氯离子混凝土模拟孔隙液中浸泡30d后,自腐蚀电流密度为3.37×10-6A/cm2,耐蚀性不佳,腐蚀产物保护层试样对基体的保护作用随着氯离子浓度的升高而降低,腐蚀产物保护层试样的氯离子阈值为0.2mol/L。通过干湿循环加速实验和恒电流加速腐蚀实验,使用电化学阻抗谱方法,研究了热浸镀Zn-5%Al钢筋混凝土的电化学腐蚀行为。在干湿循环加速实验中,混凝土的电阻随着浸泡时间的延长先变小,然后基本保持不变,腐蚀产物层的电阻随着浸泡时间的延长逐渐减小,普通钢筋和热浸镀Zn-5%Al钢筋表面的电荷迁移电阻随着浸泡时间的延长均逐渐减小,热浸镀Zn-5%Al钢筋的耐蚀性整体上仍然优于普通钢筋;在恒电流加速腐蚀试验中,混凝土的电阻随着浸泡时间的延长先增加然后基本保持不变,热浸镀Zn-5%Al钢筋表面腐蚀产物层的电阻及钢筋表面电荷迁移电阻随着加速时间的延长先减小,然后基本保持不变;通过恒电流加速腐蚀实验来研究热浸镀Zn-5%Al钢筋混凝土的耐蚀性与钢筋在混凝土中的自然腐蚀有较大的差距,通过干湿循环实验来研究热浸镀Zn-5%Al钢筋混凝土的耐蚀与实际更相符,更有参考价值。总体上,热浸镀Zn-5%Al镀层作为钢筋的保护层能显著提高普通钢筋在混凝土中的耐蚀性,但不如热镀锌钢筋。