水化硅酸鈣對(duì)混凝土模擬孔隙液中鋼筋腐蝕行為的影響.pdf

1、氯離子侵蝕是造成混凝土中鋼筋腐蝕的最主要因?yàn)?因此減輕氯離子對(duì)鋼筋的破壞對(duì)提高鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)的耐久性具有重大的現(xiàn)實(shí)意義。本文考察了經(jīng)不同添加量的水化硅酸鈣(混凝土中水泥的主要水化產(chǎn)物之一)處理前后混凝土模擬孔隙液的pH值、氯離子濃度的變化以及二者比值([Cl-]／[OH-])的變化。采用腐蝕電位監(jiān)測、極化曲線和交流阻抗測試以及全浸失重等實(shí)驗(yàn)方法分析了水化硅酸鈣對(duì)混凝土模擬孔隙液中鋼筋電化學(xué)行為的影響。利用光學(xué)顯微鏡和掃描電子顯微鏡(SE

2、M)對(duì)經(jīng)水化硅酸鈣處理前后孔隙液中鋼筋表面微觀形貌進(jìn)行觀察,同時(shí)采用X射線光電子能譜分析(XPS)對(duì)經(jīng)水化硅酸鈣處理前后孔隙液中鋼筋的表面成分進(jìn)行分析,并利用X射線衍射分析(XRD)對(duì)水化硅酸鈣結(jié)構(gòu)進(jìn)行了分析。所得主要結(jié)論如下:
　　 (1)經(jīng)過3％的水化硅酸鈣(鈣硅比為1.5)處理后,五種pH值的混凝土模擬孔隙液(pH為12.5、11.9、10、9.7和9.3)中的氯離子濃度均大幅下降。而孔隙液pH值的變化卻相反:A組孔隙液(

3、pH為12.5和11.9)的pH值均下降,可能是因?yàn)榭紫兑褐械腛H-可與水化硅酸鈣結(jié)構(gòu)中呈酸性的硅烷醇(Si-OH)反應(yīng),使孔隙液的pH值下降。經(jīng)水化硅酸鈣處理后的B組孔隙液(pH為10、9.7和9.3)的pH值均增加,可能因?yàn)锽組孔隙液由NaHCO3及Na2CO3組成,因水化硅酸鈣與氯化鈉的相互作用,使CO32-及HCO3-的水解程度遠(yuǎn)遠(yuǎn)大于HCO3-的電離,因此孔隙液的pH值升高。
　　 (2)經(jīng)3％水化硅酸鈣處理后,A組孔

4、隙液(pH為12.5和11.9)中鋼筋的容抗弧半徑減小,電荷轉(zhuǎn)移電阻RD降低,孔隙液中鋼筋鈍化的難度增加,經(jīng)光學(xué)顯微鏡和SEM觀察,發(fā)現(xiàn)孔隙液中鋼筋腐蝕增強(qiáng)。經(jīng)3％水化硅酸鈣處理后的B孔隙液(pH為10、9.7和9.3)中鋼筋的孔蝕電位Epit和電荷轉(zhuǎn)移電阻RD均升高,容抗弧半徑增加,孔隙液中鋼筋的腐蝕敏感性降低,經(jīng)光學(xué)顯微鏡與SEM觀察發(fā)現(xiàn)孔隙液中鋼筋腐蝕減輕。
　　 (3)采用不同試劑配制組分不同pH值相同的多種孔隙液,研究

5、發(fā)現(xiàn),水化硅酸鈣對(duì)三種組分不同pH均為12.5的孔隙液中鋼筋的腐蝕均起到促進(jìn)作用,對(duì)三種組分不同pH均為9.7的孔隙液中鋼筋鋼筋的腐蝕均起到抑制作用。說明,水化硅酸鈣對(duì)孔隙液中鋼筋腐蝕行為的促進(jìn)或抑制作用主要取決于孔隙液的pH值的高低,與孔隙液的組成成分關(guān)系不大。
　　 (4)隨著水化硅酸鈣含量的增加(1％、3％、6％),pH=12.5的孔隙液中鋼筋的腐蝕速率逐漸增大,表面腐蝕逐漸加重。pH=9.7孔隙液中鋼筋腐蝕速率的降低幅度

6、隨著水化硅酸鈣含量的增加(1％、3％、6％)呈現(xiàn)先增大后減小的趨勢(shì),當(dāng)水化硅酸鈣的含量為3％時(shí),腐蝕速率最小,表面腐蝕最輕。
　　 (5)在一定的溫度范圍內(nèi)(0-60℃),隨著溫度的升高,無論孔隙液(pH=12.5)是否經(jīng)過水化硅酸鈣處理,鋼筋發(fā)生腐蝕的可能性增加。可能是因?yàn)?環(huán)境溫度的升高,加速了鋼筋腐蝕的電化學(xué)過程,陽極反應(yīng)和陰極反應(yīng)速率均會(huì)增加。水化硅酸鈣對(duì)pH=12.5孔隙液中鋼筋腐蝕的促進(jìn)作用隨著環(huán)境溫度的升高(0℃、