摘 要

通过电化学腐蚀测试和表面分析技术，研究并分析高氯盐环境下混凝土结构中钢筋锈蚀规律以及腐蚀机制。针对高氯盐环境下钢筋腐蚀特点，设计并制备适用于高氯盐环境的高效有机阻锈材料；通过不同氯盐浓度、卤水干湿循环等加速钢筋锈蚀试验，评价高效有机阻锈剂的应用效果.用含0.3mol/L NaCl的饱和氢氧化钙溶液中添加无机和有机阻锈剂（ ZX-1、ZX-2 ），掺量依次为1%，2%，3%，4%，采用电化学工作站测试钢筋的线性极化电阻和腐蚀电位，线性极化在钢筋开路电位相对稳定后进行测试，测试相对开路电位±10mV，扫描速度0.1667mv/s。随着无机阻锈剂掺量的增加，钢筋线性极化电阻增大，当增大到3%左右时达到最大值，腐蚀电位同样随着阻锈剂掺量的增加而增加。无机阻锈剂随着掺量的增加，增强了钢筋表面钝化膜的生成，钝化膜的增强，钢筋表面阳极腐蚀抑制效果更为明显。随着有机阻锈剂掺量的增加，钢筋线性极化电阻同样增大，且增大的趋势更为明显，但腐蚀电位随着阻锈剂掺量的增加反而降低。有机阻锈剂作用机制不同于无机阻锈剂，主要以有机物在钢筋表面的吸附为主，有机物的吸附一方面隔离了腐蚀性氯离子与钢筋基体的接触，同时抑制了钢筋腐蚀的阴阳极反应，而腐蚀电位的降低表明该有机阻锈剂对钢筋腐蚀的阴极腐蚀反应抑制更为对比三种基础混凝土结构中钢筋耐蚀性能，参照GB/T 33803-2017《钢筋混凝土阻锈剂耐蚀应用技术规范》砂浆试样干湿冷热循环试验进行修饰面积百分率试验。

关键词：盐渍土 混凝土结构 钢筋 耐久性 阻锈剂 锈蚀

Abstract

Through electrochemical corrosion test and surface analysis technology, the corrosion law and corrosion mechanism of steel bar in concrete structure under high chloride environment are studied and analyzed. In view of the corrosion characteristics of steel in high chloride environment, a high efficient organic rust resistance material suitable for high chlorine salt environment is designed and prepared, and the application effect of high efficiency organic rust inhibitor is evaluated through the accelerated corrosion test of different chlorine salt concentration and dry and wet cycle of brine. The addition of inorganic and organic rust inhibitor (ZX-1, ZX-2) in the saturated calcium hydroxide solution containing 0.3mol/L NaCl is 1%, 2%, 3%, 4%. The linear polarization resistance and corrosion potential of the steel bar are tested by electrochemical workstation. The linear polarization is tested after the open circuit potential is relatively stable, and the relative open circuit potential is tested. It was 10mV, and the scanning speed was 0.1667mv/s. With the increase of the content of the inorganic rust inhibitor, the linear polarization resistance of the steel is increased, and the maximum value is reached when it increases to about 3%. The corrosion potential also increases with the increase of the dosage of the inhibitor. The action mechanism of organic rust inhibitor is different from inorganic rust inhibitor, mainly on the adsorption of organic matter on the surface of steel bar. On the one hand, the adsorption of corrosive chlorine ions and the reinforced matrix is isolated by the adsorption of the organic compounds, and the corrosion potential of the corrosion resistance is reduced. The corrosion inhibition performance of the three basic concrete structures was compared with the corrosion inhibition of the three basic concrete structures. The modified area percentage test was carried out with reference to the dry wet cold and hot cycle test of the mortar specimens, referring to the corrosion resistance application technical specification of the reinforced concrete corrosion inhibitor 33803-2017.

Keywords: saline soil, concrete structure, reinforcement, durability, rust inhibitor, rust, repair

目录

摘要 Ⅰ

Abstract Ⅱ

第一章：绪论 1

1.1 研究背景及目录意义 1

1.2 国内外研究现状 2

1.2.1 混凝土钢筋锈蚀机理 2

1.2.2. 电化学脱盐技术 3

1.2.3 无机阻锈剂 3

1.2.4 有机阻锈剂 3

1.2.5 复合型阻锈剂 4

1.2.6 阻锈剂的分类 4

1.2.7阻锈剂的阻锈原理： 5

1.3 存在的问题 5

1.3.1需要少且精地研发混凝土阻锈剂新产品 5

1.3.2需要更进一步地完善评价阻锈剂产品的方法 6

1.3.3 完善阻锈剂的应用技术 6

第二章：原材料及实验方法 7

2.1实验的原材料 7

2.1.1 钢筋电极 8

2.1.2 化学试剂 8

2.1.3 实验原材料 8

2.2 试验仪器 8

2.3 试验方法 9

2.3.1 电化学方法 9

第三章：试验结果与讨论 11

3.1 模拟液中钢筋电化学腐蚀行为研究 11

3.2 砂浆中钢筋电化学腐蚀行为研究 13

3.3 阻锈剂对混凝土工作及力学性能影响 15

3.4结论 17

参考文献 19

第一章：绪论

1.1 研究背景及目录意义

在我国西北地区，由于分布着大量以硫酸盐和氯盐为主的盐渍土，在公路工程项目中如果土的盐含量大于规定值就称为盐渍土[8]。盐渍土中含有很多的侵蚀性离子。包括钙离子、镁离子、硫酸根离子以及氯离子。这些侵蚀行离子对混凝土中的钢结构会造成非常严重的腐蚀破坏。当气候条件比较恶劣时，盐渍土地区的侵蚀性离子腐蚀和盐结晶会更加的明显不仅仅是环境中的氯离子和硫酸根离子对混凝土有腐蚀，在混凝土结构中的干湿变化比较明显部位，由于盐类结晶集体的腐蚀膨胀物理破坏的因素的存在，使得混凝土破坏的速度大大加快了。因此在西北盐渍土地区混凝土基体脱落和混凝土中钢筋的锈蚀非常的严重， 给西北地区经济快速发展造成了极大的影响，同样造成了非常大的经济损失。西北盐渍土地区混凝土被多种侵蚀性离子的破坏问题一直是很多专家学者的研究热点，西北盐渍土地区广阔，输电线路混凝土结构耐久性保障形势严峻。在冷热交替、强风、强紫外线等环境作用下，表层增强与防护材料会逐渐破坏。

图1 1 盐渍土的照片

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