复杂环境下高选择性阻锈剂制备与应用基础研究

来源 :西安石油大学 | 被引量 : 0次 | 上传用户:zkw_2209
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在海洋及复杂盐碱环境中未得到妥善防护的钢筋混凝土结构,钢筋的腐蚀十分迅速。钢筋阻锈剂已成为预防钢筋锈蚀的主要防护措施之一。本文从有机类复合型钢筋阻锈剂对钢筋混凝土的防护出发,以水合肼为复合主剂,通过与醛、酸以及植物油进行复配或反应,制备出复合型阻锈剂(NIC)和酰肼型阻锈剂(CIN)两种类型阻锈剂,采用盐水浸渍法、静态挂片失重法、动电位极化法和电化学阻抗法(EIS)研究了阻锈剂NIC与CIN在含3.0wt%Na Cl的饱和Ca(OH)2溶液中对Q235碳钢的缓蚀作用。通过傅里叶变换红外光谱仪(FT-IR)和全自动三维显微成像对阻锈剂的成分和钢片表面的腐蚀情况进行扫描。结合钢筋混凝土试件的干湿冷热循环实验和钢筋的盐水浸渍实验进一步评价了阻锈剂对钢筋的缓蚀作用,分析了钢筋阻锈剂对钝化膜的影响,通过吸附实验证明了阻锈剂对铁的选择性吸附,并推测其阻锈机理,得出以下结论:(1)NIC与CIN系列阻锈剂在混凝土孔隙模拟液中均有较为优异的阻锈效果,其中阻锈剂NIC-4(水合肼与酒石酸)在浓度为400 mg·L-1下的最高缓蚀率为83.86%,腐蚀速率为0.00524 mm·a-1;CIN-C(水合肼与菜籽油)的浓度为200 mg·L-1时最大缓蚀效率达到92.92%,腐蚀速率为0.00207 mm·a-1。(2)动电位极化扫描结果表明,NIC-4阻锈剂是一种同时抑制阴极和阳极的复合型阻锈剂。CIN-C是一种阴极型缓蚀剂。EIS测量表明,随着阻锈剂浓度的增加,表面电阻和电荷转移电阻增加。FTIR证明NIC-4与CIN-C分子中的主要官能团为C=O、N-H和-OH。通过动力学和热力学模拟表明NIC-4与CIN-C在Q235钢片表面的吸附符合Langmuir吸附等温线模型。(3)向基准水泥中加入CIN-C阻锈剂,干湿冷热循环实验结果表明钢筋试块经过20个循环后,钢筋表面与空白相比产生少量锈迹。CIN-C阻锈剂在铁表面的吸附量远大于在混凝土表面的吸附量。Cl-的存在是发生点蚀的主要原因,阻锈剂通过在钢片表面的物理或化学吸附抑制点蚀的发生。本文通过研究有机复合型阻锈剂,对混凝土结构的腐蚀机理和防护进行研究,对探究混凝土劣化演变规律和提升耐久性具有一定意义。
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