碳化是钢筋腐蚀的主要原因之一[1、2、3],可采用混凝土表面涂层、改进钢筋保护层、阴极保护、环氧涂层钢筋、不锈钢纤维及其防锈剂等[4、5]来抑制钢筋腐蚀。许多研究发现,混合防锈剂是抑制钢筋腐蚀最简单有效的方法。根据其作用机制,可分为阳极型防锈剂、负极型防锈剂和复合型防锈剂。常见的阳极防锈剂多为亚硝酸钠、铬酸盐、钼酸盐等。关于碳化混凝土中亚硝酸钠阳极防锈剂的防锈效果有文献报道[9]。通过改善钢筋无源膜,减少钢筋与氧气的接触,防止钢筋腐蚀[10、11],但在一定浓度范围内会引起钢筋腐蚀,从而加速钢筋腐蚀的产生。负极阻锈剂在钢筋表面形成吸附膜,以tigao钢筋的耐腐蚀性[12、13],特别是苯有机苯和三氮唑(BTA)和中氮类有机物N,N-二甲基乙醇胺(DMEA)较为常见。复合防锈剂解决了单一防锈剂的缺陷,具有阳极和负极防锈剂的特点,但对复合防锈剂的探索较少[14].
本文研究了混凝土中钢筋的电位、腐蚀面积率和失重率、电化学交流阻抗Nyquist曲线和极化曲线,阐明了常见阻锈剂对钢筋腐蚀的影响机制,为混凝土结构中阻锈剂的改进和应用提供了理论来源。
1实验
1.1原料
普通硅酸盐水泥的强度等级为42.5,其化学成分为1)见表1;HPB235光圆钢筋外径8mm,其化学成分见表2;粗骨料为粒度5~10mm碎石;细骨料为2.27颗粒级配,河沙级配良好;钢筋防锈剂为纯度大于99.9%的阳极防锈剂Na2Cro4和Na2Moo4、BTA和DMEA负极阻锈剂分别记录为CMEA、M、B、D.
表1水泥的化学成分
Table1Chemicalcompositionofcement
w/%
照片
表2HPB235光圆钢筋的化学成分
Table2ChemicalcompositiofHPB235plainroundstelbarbar
w/%
照片
1.2试样制备和维护
将钢筋埋入样品前,用10%柠檬酸铵溶液浸泡5d,去除表面氧化皮,然后从溶液中取出,用水冲洗干净。用毛巾擦拭后,放入100℃左右的烤箱中烘烤10min,然后用粗水砂纸将干燥后的钢筋打磨光亮,用无水乙醇去除表面油脂,检查后用保鲜膜保留。
制备混凝土和水泥浆试样,用于检测钢筋的腐蚀程度和腐蚀深度。
如图1所示,混凝土和水泥净浆试样的尺寸和结构。图1(a)可见:混凝土试件的尺寸为100mm×100mm×280mm;样品核心内嵌长度为300mm的钢筋,样品两个端口各露出10mm.由图1(b)可见:水泥净浆试样尺寸为50mm×50mm×50mm;样品核心嵌入长度为60mm的钢筋。如果钢筋在样品的一个端口露出10mm作为腐蚀系统的阳极,则将不锈钢丝网插入相邻的另一端作为腐蚀系统的负极。所有样品中露出的钢筋均涂有环氧树脂。