应 用极 化 曲线 法和 电化 学阻抗技 术 ，结合 扫 描 电子显微 镜 方 法 ，测试 钢 筋 在模 拟 混凝 土 孔 隙液 中 的钝 化与 去钝 化 行 为 ，以及 溶 液 PH 值 对 钢 筋 电化 学 腐蚀行 为 的 影 响 作 用 。结 果 表 明 ，钢 筋 在 pH 值 为 12．5O的模拟 液 中处 于钝 态 ，随 着 溶 液 PH 值 的 降低 ， 钢 筋 的耐蚀 性 下降 。钢 筋表 面去钝 化发 生腐蚀 的 临界 PH 值 在 11．12～ l1．O5范 围内。 关 键词 ： 钢 筋 ；模 拟混 凝土 孔 隙液 ；pH；极化 曲线 ；电 化 学 阻抗谱 中图分类 号 ： TG174；O646 文献 标识 码 ：A 文章 编号 ：1001—9731(2011)02—0291—03 1 引 言 钢筋 混凝土 结 构广 泛 应 用 于 各 种建 筑 工程 ，在 国 民经 济建设 中发挥 着 重 要 作 用 。但 是 ，随 着 环 境 污染 等问题的加剧 ，引起钢筋腐蚀并导致混凝土结构的过 早破坏的现象 日益严重 ，给 当今世界各 国造成了严重 的损失_1矗]。因此 ，混凝土中钢筋的腐蚀与防护是迫切 需 要研 究 的课 题 。 由于混凝 土具 有 高碱 性 (一 般 PH 值 约 为 12．5)， 正 常情 况下 钢筋 在其 中因表 面生成 具有 良好 耐蚀性 能 的钝化 膜不会 发 生 腐 蚀l3]。但 是 ，当 钢筋 所 处 的维 持 钝 态 的环境条 件 发 生变 化 时 ，钢 筋 就 可 能 发生 去 钝 化 而被 腐蚀 。引起钢 筋表 面去钝 化而 发生 腐蚀 的最 主要 原 因是 氯化物 的侵 入和混 凝 土的碳 化L2 。 混凝 土 中钢筋 表面钝 化膜 的稳 定性 与其 所 接触 的 混凝土孔隙液的 pH值有重要关系。混凝土的碳化是 其孔 隙 液 pH 值 降 低 的 主 要 原 因 。它 是 指 空 气 中 的 Co。、So 等气 体渗 透 进入 混凝 土 中 ，与 混凝 土孔 隙 液 中溶解 的 Ca(OH)。反应 ，使孔隙液的 pH值降低 的现 象 。因此 ，钢筋 在 混凝 土 中的 电化 学 腐 蚀 行 为 及 其 孔 隙液 pH 值 影 响作用 的探 测对 于 钢筋腐 蚀 与 防护 的研 究有 重要 意义 。至今 为 止 ，虽 然 已有 不 少 人 研 究 了钢 筋在混凝土或模拟混凝土孔隙液中的腐蚀行为及其影 响 因素 。但 由于研究 方法 和条件 的差 异 以及 影 响 因素 复杂 等原 因 ，许 多结果 并不 一致 ，钢筋 的腐 蚀 机理 及介 质 的影响作用还不完全清楚 ]。例如，Huet等人I-6] 应用腐蚀电位测定和 X射线光电子谱 (XPS)等方法测 得 模拟 碳化 混凝 土 孔 隙液 中 FEE500软钢 发 生 钝 化 的 pH值在 10～13之 间，但有些作者发 现模拟液 中 pH 值降至 11．5以下时钢筋表面钝化膜就不稳定 了[8]。 由于混凝土体系的复杂性 ，采用模 拟混凝土孔隙 液作 为 介 质 是 研 究 钢 筋 电 化 学 腐 蚀 行 为 常 用 的 方 法 j。本工作 以饱和 Ca(OH)z溶液作为模拟混凝土 孔 隙液 ]，应 用 极 化 曲线 法 和 电 化 学 阻 抗 谱 (EIS)测 试 ，结合 扫描 电子显 微镜 (SEM)技 术 ，研 究钢 筋在模 拟 液中电化学腐蚀行为及其 pH 值变化的影响作用 ，探 测钢筋表面去钝化发生腐蚀的临界 pH 值，对于混凝 土中钢筋的腐蚀检测和保护有重要参考价值。 2 实 验 建筑 用 的 R235光 圆钢 筋 为试 验 材 料 ，去 除 表 面 氧化 皮后 ，加 工 成 1．14cm ×0．4cm 圆柱 形 试 片 ，选 择其中一个横截面为工作面，背面焊接引出铜导线 ，除 工作面 以外 ，其余 表面用环氧树脂 涂封于 PVC套 圈 内，制 成 电化学 测试 用 的 面 积 约为 lcm。的 工作 电极 。 试验前 电极 表 面依次 用 No．400～ 1500水磨 砂 纸逐 级 打磨。用于扫描电子显微镜观测的试样尺寸 为 05．0 mmX2．0mm，观测前其表面先用 No．400～No．1500 水 磨砂 纸逐级 打磨 ，再 先后 用 1．0和 0．3 m Al。O。粉 抛 光 。试样 经打磨 抛光 和 冲洗后 在无水 乙 醇 中超声 波 清洗 10min，晾 干 放 人 干 燥 器 中 备 用 。 以 饱 和 Ca (OH)。溶 液作 为 模 拟 混 凝 土 孔 隙液 ，简称 模 拟液 ，以 SPS表 示 。该 溶 液 在 25℃时 的 pH 值 约 为 12．50，与 正 常情 况下混 凝 土 中孔 隙 液 的 pH 值 相近 [9]。通 过 向 饱 和 Ca(oH)。溶 液 中添 加 二 次 去 离 子 水 ，配 成 不 同 pH 值 的模 拟液 。 电化 学 测 试采 用 AutolabPotentiostatGalvanos- tat电化 学工 作 站 和三 电极 体 系 ，以钢 筋 为 工 作 电极 ， 饱 和甘 汞 电极 为参 比 电极 ，铂 片 为对 电极 。钢 筋 浸 泡 于溶液约 20min，使其腐蚀电位基本达到稳定 ，然后进 行测试 。线性极化衄线法测试的电位扫描范围为相对 于腐 蚀 电位 ± 15mV，扫 描 速 率 0．167mV／s。动 电 位 扫描 阳极极化曲线测试从腐蚀电位开始直至电流密度 突升 到 约 150~A／cm 对 应 的 电位 为 止 ，扫 描 速 率 为 0．8mV／s。电化学阻抗谱测量 的激励信号为正 弦波 ， 振幅 10mV，在腐蚀 电位下进行测量 ，频率范围为 10

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