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混凝土中钢筋的腐蚀是影响钢筋混凝土结构耐久性的主要因素。一般情况下,混凝土的碱性环境可使钢筋表面处于钝化状态而不易腐蚀。钢筋的腐蚀主要源于两个方面:一是混凝土的碳化;二是氯离子的侵蚀。使用热镀锌钢筋替代普通钢筋是解决这一问题的有效方法,在国外已有广泛研究和应用。Zn-6%Al-3%Mg(ZAM)合金镀层是比纯锌镀层综合性能更为优越的高耐蚀合金镀层,但其在混凝土环境中的应用研究还未见报道。本文以饱和Ca(OH)2溶液模拟混凝土孔隙液,对ZAM合金镀层在模拟液中的腐蚀行为进行研究,探索这一新型镀层在混凝土环境中的适用性。实验首先优化了热镀ZAM合金镀层浸镀工艺,获得平整无缺陷的镀层组织。并采用SEM、EDS、XPS等检测手段对ZAM镀层组织特点进行了表征。研究结果表明:ZAM镀层主要由块状MgZn2相、少量粒状含Al富Zn相和层片状Zn/MgZn2二元共晶和Zn/Al/MgZn2三元共晶组织组成。镀层表面有一层含MgO、Al2O3以及少量ZnO的氧化膜。采用盐雾腐蚀实验对比了ZAM镀层与纯锌镀层的耐蚀性,13个周期后,ZAM镀层的腐蚀增重仅为纯锌镀层的1/9。系统研究了ZAM合金镀层在pH值为9~13.5的饱和Ca(OH)2溶液模拟混凝土孔隙液中的腐蚀行为,探讨ZAM镀层在混凝土中的抗碳化性。对浸泡15天和30天后镀层表面生成的腐蚀产物进行SEM形貌观察及EDS成分分析和XRD物相分析,并采用Tafel极化测试和电化学阻抗谱分析浸泡后试样的电化学腐蚀特征。研究发现:浸泡15天后,pH=9的浸泡样表面生成大量三角形颗粒状碱式碳酸锌;pH=11、12时,镀层表面生成了致密的Al(OH)3、Mg(OH)2和Zn(OH)2腐蚀产物膜;pH=12.5、13时,试样表面均生成大量的针状ZnO和少量锌酸钙、铝酸钙;pH=13.5时,镀层表面腐蚀产物膜层开裂而露出基体;pH在11~12.5之间的浸泡样的Jcorr(腐蚀电流密度)均为0.1μA/cm2数量级,镀层处于或接近钝化状态,其中,pH=11时,镀层的Jcorr达到最小值,耐蚀性最佳;浸泡30天后,各试样的腐蚀电流密度规律和数量级均与浸泡15天的试样一致,镀层表面腐蚀产物生成与溶解已趋于平衡。ZAM合金镀层具有极佳的抗碳化性。分别对在pH值为12.5(正常混凝土环境)和11(碳化混凝土环境)的模拟液中浸泡30天后的试样进行了临界氯离子浓度测试。采用SEM观察浸泡试样表面形貌,对浸泡后的试样进行电化学阻抗谱测试和Tafel极化测试。结果表明,在pH=12.5的各氯离子浓度(0~1.0mol/L)模拟液中浸泡10天后,各试样腐蚀电流密度Jcorr均大于0.1μA/cm2,因此ZAM镀层在pH=12.5的模拟液中的腐蚀临界氯离子浓度小于0.2mol/L。而在pH=11的模拟液中的连续浸泡35天后的试样表面形貌和电化学阻抗值均无明显变化,且SEM观测发现,镀层表面被平整致密的针状产物完全覆盖,可判断ZAM镀层在pH=11的模拟液中的临界氯离子浓度大于1.0mol/L。