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适用于海水海砂混凝土阻锈剂的作用机理
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  • 发布时间:2022-04-27
资料介绍

采用 X射线衍射 、扫描 电镜 和 X射线 能谱 、傅 里叶变换拉 曼光谱 等方法分别研 究 了复合型 阻锈 剂对海 水海砂混凝土中水泥水化作用、钢筋与混凝土交界面微观结构与组成、钢筋表面吸附的影响。结果表明,阻锈剂 C3 对水泥水化有一定的延缓作用,可以提 高混凝土密实程度,对混凝土强度无不利影响,并且可以通过氨甲基丙醇的物 理吸附作用、乙烯基三乙氧基硅烷的密封作用、单氟磷酸钠的化学反应沉淀作用等稳定地富集于钢筋与混凝土交界 面 处 ,增 强 钢 筋 及 其 钝 化 膜 的 稳 定 性 。 关键 词 阻锈剂 海水海砂混凝土 钢筋 界面 中图分类号 :TU528.042.6 文献标识码 :A DOI:10.11896/j.issra1005-023X.2014.20.028 TheM echanism Action ofCorrosion InhibitorforConcreteBased on SeawaterandSeaSands ZHANG Hang,CHEN Guofu,SONG Kaiwei,JIAO W enrong,WANG W enquan,CHEN Xicai (ConcreteEngineering Research InstituteofChongqingAcademyofBuilding Research,Chongqing 400015) Abstract Phasecompositionofcementhydratationproduct,microstructureandcompositionoftheinterfacebe— tweenrebarandconcrete,polarmoleculeadsorbedonrebarsurfacewereanalyzedbywayofX-raydiffraction(XRD), transmissionscanning electronmicroscopy(TSEM ),X-rayenergydispersivespectroscopy (XEDS),Fouriertransform Ramanspectrum(Fr.Raman).TheresultsshowedthatcorrosioninhibitorC3delayedhydrationofcement。coulden— hancethecompactiondegreeofconcretewithoutadverselyaffectingthestrengthofconcrete,andcouldabsorboninter— facebetween rebarandconcretestablyby theadsorptionfunction ofaminomethylpropanol,thesealing functionofvi— nylriethoxycilane,thechemicalreactiondepositionfunctionofsodium ofsodium monofluorophosphateandSOon,ital— SOimprovedstabilityofrebarandpassivefilm. Keywords corrosioninhibitor,concretebasedonseawaterandseasands,rebar,interface 海水海砂是贮藏量 巨大、潜在 的建材资源,特别是在淡 水和低盐砂资源 日益紧张和工程抢修抢建的情况下,海水海 砂直接作为混凝土材料应用 的可能性越来越大。解决因海 水海砂引起结构混凝土中钢筋锈蚀 问题是海水海砂实现其 混凝土应用的一项关键技术 。迄今为止 ,仅有英 国、日本成 功开发出了适合于海水海砂拌制混凝土的掺和剂 ,经过多年 的研究和工程实践证明,采用高效阻锈剂、多种技术措施协 同作用是延长海水海砂混凝土结构使用寿命 的重要技术途 径之 一[ 。 传统阻锈剂的作用机理一般分为电化学机理和物理化 学机理_2]。电化学机理分为阳极抑制型阻锈剂钝化膜理论 、 阴极阻锈剂成膜理论 、混合型阻锈剂阻滞阴、阳极过程理论 ; 物理化学机理 分为氧化膜 吸附理论 、沉淀膜 吸附理论和离 子 、分子吸附理论。基于以上机理的传统阻锈剂很多存在着 缓蚀效率低、用量不足加速腐蚀、对人体环境有害等各种缺 陷 ,因此 ,近年来各国基于硬软酸碱(HSAB)、阻锈剂协 同效 应 、有机分子屏蔽效应理论等 ,开发 了许多高效无毒 的复合 型阻锈剂l_3]。Maeder等 的研究发 现氨基 醇(Aminoalco— hol,AMA)类化合物通过分子中的-NH。和一OH硬碱基团取 代金属表面的氯离子与金属原子配位形成连续性薄膜 ,在金 属表面同时抑制 阴极和 阳极反应过程 ,推迟 了腐蚀始发 时 间,降低了腐蚀速度。美 国 Cortec公司研制的迁移型阻锈剂 MCI(Migratingcorrosioninhibitor)就是基于协 同效应和硬 软酸碱理论设计的[5]。MCI的阻锈机理为:① 主要成 膜物 质分子与钢筋产生稳定键合作用和良好的结合力 ,在金属表 面产生一层腐蚀性离子难 以侵入的疏水性薄膜;② 引入修复 组分使遭受侵蚀的钢筋再钝化 ;③ 引入表面活性剂作为协同 增效组分。近年来 ,国内研究者对复合型阻锈剂作用机理也 开展 了一些研究 。同济大 学王胜 先等 ]研 究 了新 型 阻锈 剂——二乙烯三胺一硫脲缩合物 (DETA-TU)对 钢筋混凝土 的阻锈作用,研究表明 DETA-TU既能阻塞水泥水化产物中 的微毛细管,提高混凝土的孔隙电阻 ,又能依靠分子 中的吸 附基团吸附到钢筋表面,形成一层具有阻隔作用 的吸附膜 , 从两方面对钢筋起到保护作用。因此 ,开展复合型阻锈剂作 用机理的相关研究 ,对 阻锈剂组成优化设计、提 高阻锈剂缓 蚀效率具有重要意义

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