新型迁移型钢筋阻锈剂对混凝土耐久性能的影响

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发布时间：2021-09-03

资料介绍

新型迁移型钢筋陋锈丌IJt! -'~-、J-4
混凝士耐久性能的影晌
李遵云，杨林“ ，屠柳青“
(1．中交武汉港湾工程设计研究院有限公司，湖北武汉430040；
2．长大桥梁建设施工技术交通行业重点实验室，湖北武汉430040)
摘要：采用半电池电位和线性极化法研究了表面涂覆型钢筋阻锈剂对混凝土中钢筋锈蚀的抑制效果，通过混凝土各层中的氮
含量分布分析阻锈剂在混凝土中的迁移渗透性能，并研究阻锈剂对混凝土抗压强度及抗氯离子渗透性能的影响。研究结果表明，该
迁移型阻锈剂在混凝土中具有良好的迁移渗透性能，能降低锈蚀钢筋的腐蚀电流，有效抑制钢筋锈蚀发展。在混凝土表面涂覆阻锈
剂后，混凝土的抗氯离子渗透性能提高，对混凝土抗压强度基本没有影响。
关键词：迁移型阻锈剂；线性极化；半电池电位；耐久性
中图分类号：TU528．042 文献标识码：A 文章编号：1001—702X(2014)03—0009—04
Effect of a new migrating corrosion inhibitor on the durability of reinforced concrete
LI Zunyun ，YA NG Lin ，TU Liuqing ’
(I_CCCC Wuhan Harbor Engineering Design ＆ Research Institute Co．Ltd，Wuhan 430040，Hubei，China；
2．Key Lab of Large-Span Bridge Construction Technology，Ministry of Communication，Wuhan 430040，Hubei，China)
Abstract：Effectiveness of the surface egating type corrosion inhibitor for concrete reinforcement corrosion inhibition was investigated
through linear polarization resistance and half-cell potential method．The migration perm eability performance of the corosion
inhibitor in concrete was analyzed through the nitrogen concentration depth profiles．The influences of inhibitor on compressive
strength and chloride perm eability of concrete were also investigated．’The results show that the new migrating corrosion inhibitor
has good migration perm eability perform an ce in concrete，can reduce the corosion curent of the corroded rebar，effectively inhibit
development of rebar corrosion．It can also effectively prevent chloride penetration after inhibitor surface application．Moreover，the
inhibitor was found to have little effect on the compressive strength of concrete．
Key words：migrating corrosion inhibitor~linear polarization resistance；half-cell potential：durability
钢筋锈蚀引起混凝土结构的过早破坏，已成为当今世界
的重大问题，尤其是在海洋环境和撤除冰盐混凝土结构中钢
筋很容易遭受氯盐的侵蚀。用于在役钢筋混凝土结构修复的
主要技术有：局部修补法、涂层法、外加电流法、牺牲阳极法、
电化学脱盐法、再碱化法、涂覆钢筋阻锈剂等。钢筋阻锈剂因
其经济性、实用性以及易操作性得到了业界的重视，并在工程
上得到了广泛的应用，为预防、阻止混凝土中钢筋的锈蚀提供
了一条切实有效的途径【1]。
收稿日期：2013—07—29；修订日期：2013—09—09
作者简介：李遵云，女，1975年生，安徽广德人，博士，高级工程师，主
要从事混凝土耐久性和新材料研究。地址：湖北省武汉市东西湖区金
银湖路11号，E—mail：lizunyun@126．corn。
迁移型钢筋阻锈剂也叫渗透型阻锈剂，是一种直接涂覆
于混凝土表面，通过自发的渗透过程达到钢筋表面，最终在钢
筋表面成膜从而实现对钢筋的保护作用。迁移型阻锈剂是修
补盐污染钢筋混凝土结构的一种新材料，被誉为混凝土结构
修复领域最具有前景的技术[2-31。目前，国内研究较多的是用
于新建混凝土结构的内掺型阻锈剂的性能，对于迁移型阻锈
剂的性能研究还较少。本文通过线性极化和半电池电位法评
价了自制迁移型阻锈剂在模拟孔溶液和混凝土中的阻锈性
能，并研究其在混凝土中的迁移渗透性能。
1 试验
1．1 迁移型钢筋阻锈剂基本性质
本试验所用的迁移型钢筋阻锈剂TS为自行研制。该阻
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李遵云，等：新型迁移型钢筋阻锈剂对混凝土耐久性能的影响
锈剂主要由多种分子结构的醇胺类化合物(包括短链的小分
子醇胺类物质和长链分子结构的大分子醇胺类物质)、表面活
性剂及无机酸组成。醇胺类物质能吸附于钢筋表面，形成稳定
的分子膜。短链的小分子醇胺类物质在混凝土中有良好的迁
移渗透性能，可以快速渗透到钢筋表面，对锈蚀的钢筋表面进
行修复。而大分子醇胺类物质在混凝土中的扩散虽较慢，但由
于其分子链较长，在钢筋表面形成的分子膜较厚，能显著提高
阻锈剂对锈蚀钢筋的修复效果洇而，不同分子结构醇胺组合
能使钢筋在尽可能短的时间修复，并能提高阻锈剂的修复效
果，达到短效与长效的统一。此外，基于表面活性剂的吸附、润
湿和降低界面表面张力的特点，阻锈剂成份中还含有表面活
性剂，以改善阻锈剂在混凝土中的迁移渗透性能。
1．2 模拟孑L溶液试验
由于迁移型阻锈剂主要用于旧混凝土结构的修复，在这
些混凝土结构中，钢筋大多已发生锈蚀，混凝土出现不同程度
的碳化，混凝土的pH值明显降低。为了更好地模拟实际环
境，本研究先将钢筋置于10％的氯化钠溶液中，使其发生锈
蚀，其相对饱和甘汞电极的电位在一500 mV左右。然后将钢筋
取出，用去离子水洗净，再置于pH值为l0(模拟已发生碳化
的混凝土)、不同NaC1浓度的溶液中。其中加入不同浓度的迁
移型阻锈剂，测试钢筋在不同溶液中电位随时间的变化。
1_3 混凝土中阻锈性能试验
将 8 mmxl50 mm的钢筋用砂纸打磨至光亮，用丙酮去
脂，将准备好的钢筋放入干燥器中备用。采用P·042．5水泥，
成型尺寸为150 mmxl30 minx75 mm混凝土试件，水胶比为
0．6，成型时掺入5％的氯化钠(按占水泥质量计)，具体配合比
见表1。浇制试件时，两头采用端头板固定钢筋，以保证钢筋
的保护层厚度为30 mm，再与钢筋平行放置2根不锈钢钢筋
作为对电极，以监测钢筋的线性极化速率。
表1 阻锈试验的混凝土配合比
混凝土成型24 h后拆模，用水泥净浆将外露的钢筋两头
覆盖，放入标准养护室养护28 d，取出在空气中晾干后，凿去
试件两端包裹的水泥石，在钢筋的一端焊上导线，再在试件的
两端涂环氧树脂，使试件中间暴露长度为130 mm。再将处理
好的试件在空气中晾干3 d，然后开始分2次涂刷