王桂明
材料导报
混凝土耐久性是国际工程界的重要研究课题.大量研究表明:渗透性是影响水泥混凝土耐久性的最关键因素,它与混凝土耐久性之间存在着极其密切的关系.因此,改善和增强水泥混凝土的抗渗性能,并使其具有优良的裂缝自修复能力是提高混凝土耐久性的重要途径,对提高混凝土的耐久性具有重要的意义.在对裂缝自修复作用机理的分析研究基础上,制备了一种裂缝自修复材料,对该材料的自修复功能和作用机理进行了研究与表征,并系统研究了该材料对混凝土耐久性的影响.主要结论如下:(1)在查阅与分析了大量国内外文献资料的基础上,提出了化学转换自修复反应思想,以此为理论依据,制备出了化学转换型水泥混凝土裂缝自修复材料--CCSM.(2)研究表明CCSM可显著提高水泥基材料(砂浆、混凝土)的抗渗性能和抗压强度.砂浆试件的一次抗渗压力由0.4MPa提高到1.4MPa以上,二次抗渗压力由0.1MPa提高到1.2MPa以上,抗压强度则由20.41MPa提高到23.54MPa.(3)CCSM涂层试件的二次和多次抗渗性能的研究表明,CCSM可显著提高混凝土的抗渗自修复能力;对去涂层试件抗渗性能进一步研究证明CCSM主要是通过活性化学物质扩散渗透到混凝土内部,借助化学转换作用来提高混凝土的抗渗性,并赋予混凝土自修复功能.(4)XRD衍射、压汞试验、SEM显微分析和成分分析研究表明,CCSM内含的活性化学物质在水泥基材料中具有扩散渗透性,能在较短的时间内扩散到水泥基材料的内部,并通过化学转换反应促使试件内部的未水化水泥等活性胶凝物质与游离钙离子在孔隙和裂缝中生成不溶性的硅酸钙等结晶体,堵塞内部孔隙,封闭毛细孔通道,显著降低试件的孔隙率(由36.4%降低到14.8%),并使试件内部的有害孔(孔径为100～200nm)和多害孔(孔径大于200nm)明显减少,从而阻止水与侵蚀性介质向内部的扩散.而CCSM的活性化合物在化学转换反应中并不消耗,可反复参与反应,从而赋予水泥基材料持久的裂缝自修复功能.(5)对影响CCSM自修复作用的相关因素的研究表明,水泥基材料中应有一定量的水泥含量(10%以上),才能使CCSM化学转换反应充分进行,从而有效提高混凝土的裂缝自修复作用;延长养护时间、增大环境湿度均有利于CCSM化学转换作用的发挥.(6)研究发现CCSM可明显提高混凝土耐化学侵蚀和抗冻融破坏能力.CCSM处理试件在盐酸和氢氧化钠溶液中浸泡3个月后的抗压强度明显提高(增长率超过28%),在硫酸钾溶液中略为降低(小于10%),抗渗压力均由1.4MPa提高到1.5MPa以上;而基准试件的抗压强度分别减少了20%、18%和27%,抗渗压力由0.6MPa降低为0.4MPa;经150次冻融破坏后,CCSM处理试件的强度损失仅为3.5%,而未处理试件强度损失达到15.6%.CCSM改善混凝土耐化学侵蚀和抗冻融破坏的作用机理在于,CCSM通过化学转换反应大幅度减少了试件内部的毛细孔(孔径为100～1000nm),有效地阻止了水和侵蚀性介质向试件内部的扩散,从而显著降低了侵蚀性介质和孔隙水对试件产生的化学侵蚀和冻融破坏.(7)CCSM还可有效抑制水泥混凝土的碱集料反应.当内掺水泥用量3%的CCSM后,试件长度膨胀率仅为基准样的1/9.(8)吸水率和氯离子扩散系数的测试显示,CCSM可使水泥混凝土的吸水增重率从基准试件的5.91%降低到0.23%～0.56%,氯离子扩散系数仅为基准试件的1/5左右.钢筋锈蚀试验表明:在NaCl溶液中长期浸泡后,CCSM处理试件中钢筋仍保持为钝化状态.由此可见,CCSM显著减少了水和氯离子等侵蚀性介质对混凝土的渗透,可有效防止水泥混凝土中的钢筋锈蚀.(9)依据扩散理论建立了CCSM在混凝土中的渗透扩散方程,并采用有限元分析方法对CCSM中的活性化合物在混凝土中的扩散速度、扩散深度进行了数值模拟.该模型的理论预测结果与实际测试结果具有很好的吻合性,可用于对CCSM实际工程应用的理论指导.
关键词:
混凝土
,
耐久性
,
抗渗
,
自修复
,
化学侵蚀
,
冻融
,
碱集料反应
,
钢筋锈蚀
李建三
,
谢婉晨
材料保护
热镀锌被广泛用于钢筋防锈蚀,为探求不同气体氛围以及不同介质环境中镀锌层对钢基体的电化学保护作用的差异,在N2、饱和CO2、空气3种气氛下,运用pH值、电位监测、X射线衍射(XRD)等方法分析碳钢和镀锌钢在普通混凝土及模拟混凝土孔隙液中的腐蚀行为.结果表明:在N2、饱和CO2、空气3种气氛下混凝土的pH值最终分别为12.50、7.41、10.06,模拟液的pH值最终分别为12.50、6.05、8.05;在N2气氛下,介质对最终电位影响不大,碳钢和镀锌钢都表现为较稳定的钝化状态;在CO2气氛下,碳钢和镀锌钢的电位都剧烈下降,模拟液介质中的碳化情况比混凝土中的严重,其中模拟液中碳钢的电位稳定,而镀锌铜的电位在第9～13 d有一段上升,此时镀锌钢的腐蚀产物主要为碳酸锌;在空气气氛下,镀锌钢在2种介质中电位都呈现上升趋势,与碳钢的电位差值逐渐减少,其在混凝土中波动更为剧烈,表面生成的锌酸钙随着溶液pH值的降低同时存在溶解与生成现象.
关键词:
碳钢
,
镀锌钢
,
腐蚀行为
,
CO2气氛
,
N2气氛
,
混凝土
,
pH值
,
开路电位
翟梦怡
,
赵计辉
,
王栋民
材料导报
doi:10.11896/j.issn.1005-023X.2017.05.023
锂渣是生产锂盐过程中产生的工业废渣,其含有大量活性SiO2和Al2O3,有作为辅助胶凝材料的应用潜力.从物理性质、化学成分与矿物组成、活性评价与活性激发等方面介绍了锂渣自身的物理化学特性和水化活性潜质.从力学性能、工作性、耐久性、水化反应与微结构四方面重点综述了锂渣粉对水泥基材料各方面性能的影响,并进行了理论分析与总结.最后指出锂渣粉用于水泥基材料需要在活性提高、高含量SO3和多孔结构的改善及利用等方面加强研究.
关键词:
锂渣
,
辅助胶凝材料
,
水泥基材料
,
混凝土
,
力学性能
,
工作性
,
耐久性
,
微结构
许晨
,
岳增国
,
金伟良
中国腐蚀与防护学报
为获取更为真实的钢筋锈蚀动力学参数,运用电化学频率调制技术对混凝土中锈蚀钢筋进行了测试；通过与单向极化三点法测试结果对比,明确了电化学频率调制技术的测试参数;结果表明,混凝土中锈蚀钢筋Ba范围在65～250mV/dec,大于溶液中的30～120mV/dec;对EFM测试得到的极化电阻Rp和腐蚀电流Icorr进行曲线拟合分析,得到两者之间经验关系,修正了线性极化法B值.
关键词:
混凝土
,
耐久性
,
钢筋锈蚀
,
电化学频率调制
,
腐蚀电流密度
,
塔菲尔
,
线性极化法
张亦涛
,
方永浩
,
郑波
材料导报
综合评述了目前荷载与其它因素协同作用下混凝土耐久性研究的进展情况,着重介绍了受荷载对于混凝土抗碳化、抗盐类侵蚀和水渗透以及抗冻融性能的影响方面已有的研究成果,对关于多因素共同作用下混凝土耐久性研完的几个问题提出了一些看法.
关键词:
混凝土
,
耐久性
,
荷载
,
碳化
,
盐类侵蚀
,
水渗透
,
冻融循环
许晨
,
岳增国
,
金伟良
中国腐蚀与防护学报
为获取更为真实的钢筋锈蚀动力学参数,运用电化学频率调制技术对混凝土中锈蚀钢筋进行了测试；通过与单向极化三点法测试结果对比,明确了电化学频率调制技术的测试参数;结果表明,混凝土中锈蚀钢筋Ba范围在65～250mV/dec,大于溶液中的30～120mV/dec;对EFM测试得到的极化电阻Rp和腐蚀电流Icorr进行曲线拟合分析,得到两者之间经验关系,修正了线性极化法B值.
关键词:
混凝土
,
耐久性
,
钢筋锈蚀
,
电化学频率调制
,
腐蚀电流密度
,
塔菲尔
,
线性极化法
李青
腐蚀与防护
doi:10.3969/j.issn.1005-748X.2004.05.003
近20年来所开发的高强度混凝土构件,使得采用混凝土构件来修建以往仅能采用钢结构才能建造的高层建筑物成为可能,且这种高强度混凝土构件的固化不需要采用传统的振动技术.与混凝土制备技术发展相对应,混凝土在质量方面也出现了一系列问题如混凝土的开裂、混凝土内钢筋的腐蚀及混凝土中碱骨料反应等.本文就混凝土构件存在的钢筋腐蚀问题以及延长混凝土构件的使用寿命,概述了混凝土制备新技术及防腐蚀技术的研究动向.
关键词:
混凝土
,
钢筋
,
腐蚀保护
,
高强度混凝土
,
高流动性混凝土
,
高性能混凝土
,
再循环
曹琨
,
付玉彬
,
李伟华
,
李云菊
,
侯保荣
材料保护
氯离子诱发的钢筋锈蚀是影响混凝土结构耐久性的主要因素之一.利用电化学和表面分析技术研究了有机类表面迁移型阻锈剂在混凝土腐蚀模拟液中对混凝土块及其中钢筋的保护作用.结果表明:新型阻锈剂的缓蚀效率超过80%;加入新型阻锈剂后,钢筋表面平整;涂刷在混凝土表面的复合阻锈剂,能够迁移到混凝土内部,通过物理、化学吸附,在钢筋表面形成一层吸附膜,阻碍了氯离子与钢筋表面的接触,使腐蚀反应速率降低,从而起到了保护钢筋的作用.
关键词:
锈蚀
,
迁移型阻锈剂
,
腐蚀保护
,
混凝土
,
钢筋
,
氯离子
,
电化学方法
吴珊珊
,
蒋林华
,
徐金霞
,
黄国泓
,
祝烨然
材料保护
过去对混凝土腐蚀的研究，其腐蚀液与实际的混凝土孔溶液有较大的差异。采用水泥提取液模拟混凝土孔溶液，通过自腐蚀电位、动电位极化和电化学阻抗谱研究了Ca（NO2）：及商用阻锈剂NNMI和NNRI对混凝土中钢筋氯盐腐蚀行为的影响。结果表明：3种阻锈剂均能有效降低钢筋受cl-腐蚀的风险，减小腐蚀速率，并能不同程度地提高钢筋腐蚀的临界cl-浓度；Ca（NO2）2为阳极型阻锈剂，当[NO2]／[C1-]为0．62～1．47时，阻锈效果最好，高达98．2％，NNMI和NNRI为以抑制阴极反应为主的综合型阻锈剂，在推荐掺量下，当环境中Cl-浓度为0．03mol／L左右时，阻锈效率分别可达到85．0％和87．1％。因此，应根据腐蚀环境状况，选用不同的阻锈剂。
关键词:
腐蚀行为
,
钢筋
,
阻锈剂
,
模拟孔溶液
,
混凝土
,
C1一
,
电化学技术
