用电化学方法评价海砂超高性能混凝土中钢筋钝化行为EI北大核心CSCD

采用不同氯离子含量的模拟海砂制备超高性能混凝土(UHPC)及普通砂浆,通过线性极化法、交流阻抗法和循环极化法测试其内部钢筋钝化期内的电化学指标,研究了海砂UHPC中钢筋致钝演化规律,及氯离子对钢筋钝化膜生长的影响,并对比了海砂UHPC与普通海砂砂浆中钢筋钝化行为的差异性。结果表明:随着龄期增长,海砂UHPC中钢筋的锈蚀速率降低;随着海砂氯离子含量增大,锈蚀速率加快,但其影响有限,并没有对钝化膜的致密性造成影响;海砂氯离子含量在0.448%以下,钢筋均可在10 d内钝化,且钝化后锈蚀速率基本相同。     

用电化学方法评价海砂超高性能混凝土中钢筋钝化行为

采用不同氯离子含量的模拟海砂制备超高性能混凝土(UHPC)及普通砂浆,通过线性极化法、交流阻抗法和循环极化法测试其内部钢筋钝化期内的电化学指标,研究了海砂UHPC中钢筋致钝演化规律,及氯离子对钢筋钝化膜生长的影响,并对比了海砂UHPC与普通海砂砂浆中钢筋钝化行为的差异性。结果表明:随着龄期增长,海砂UHPC中钢筋的锈蚀速率降低;随着海砂氯离子含量增大,锈蚀速率加快,但其影响有限,并没有对钝化膜的致密性造成影响;海砂氯离子含量在0.448%以下,钢筋均可在10 d内钝化,且钝化后锈蚀速率基本相同。     

掺防冻剂混凝土钢筋阻锈机理的研究

阐述了含不同浓度氯盐及亚硝酸盐防冻剂的砂浆,经水化后砂浆孔溶液中各种离子的浓度随着养护时间所发生的变化,并测定埋入钢筋的电极电位、钢筋腐蚀面积率、钢筋腐蚀减量等。实验结果表明:钢筋腐蚀时的电极电位、钢筋腐蚀面积率、钢筋腐蚀减量等性能与砂浆孔溶液中的离子浓度有密切的联系;掺入的NO_2~-浓度越大,硬化砂浆细孔溶液中的NO_2与Cl~-的摩尔比也越大,抑制钢筋腐蚀的效果越明显。     

矿物掺合料对钢筋锈蚀临界氯离子含量的影响

采用交流阻抗谱检测腐蚀电流密度并判断钢筋腐蚀开始的时间,腐蚀开始后通过化学滴定法获得自由氯离子质量分数和总氯离子质量分数,研究了粉煤灰和矿渣对砂浆中引起钢筋锈蚀的临界氯离子浓度的影响规律,探讨了钢筋腐蚀过程的电化学阻抗谱变化以及粉煤灰和矿渣对氯离子结合能力的影响。结果表明:在固定水胶比和胶凝材料用量的情况下,临界氯离子质量分数随矿物掺合料掺量的增加而降低;当粉煤灰掺量达到30%(质量分数,下同)或矿渣掺量达到50%时,临界自由氯离子质量分数由0.52%分别降低到0.33%和0.21%,临界总氯离子质量分数由0.77%分别降低到0.56%和0.38%。钢筋在腐蚀过程中阻抗谱的低频区弧线半径逐渐减小,而高频区基本没变化;掺入粉煤灰和矿渣后,基体对氯离子的结合能力增强。     

干混砂浆早期收缩变形性质研究及预测

试验研究了不同强度等级的干混砂浆早期失水率变化趋势及收缩变形的性质.试验结果表明:随着龄期的增长干混砂浆失水率不断提高,在增长到一定程度后基本保持不变;当龄期相同时,砂浆的失水率随水胶比的降低而减小.干混砂浆的早期干燥收缩值随龄期增加不断提高,前期变化速度较快,后期逐渐变缓;在龄期相同时,砂浆的干燥收缩值随水胶比的降低而降低.通过干燥收缩值预测模型对干混砂浆的收缩进行预测,模型计算结果与试验结果吻合程度较好.     

粉煤灰混凝土钢筋锈蚀影响因素研究

通过实验室加速钢筋锈蚀的方法,运用半电池电位法,研究了水胶比、粉煤灰掺量、保护层厚度和阳离子类型对混凝土钢筋锈蚀的影响。结果表明,减小水胶比,增加粉煤灰掺量(0-40%),增大保护层厚度,均可以有效提高钢筋抗锈蚀能力,但当粉煤灰掺量大于40%时,钢筋抗锈蚀能力则变差;阳离子类型对钢筋锈蚀有显著的影响,与Na Cl相比,Ca Cl2明显加快了混凝土内钢筋的锈蚀。     

利用丝束电极技术研究海洋环境下裂缝混凝土中钢筋的锈蚀EI北大核心CSCD

利用丝束电极技术研究0.1~0.3 mm裂缝砂浆保护下电极表面腐蚀电流分布与电化学阻抗谱。在海洋浪溅区对0.1~0.3 mm裂缝混凝土暴露700d,测试钢筋混凝土阻抗谱并计算腐蚀电流演变。结果表明:无裂缝砂浆中钢筋钝化时间大约为10~17 d,裂缝使得混凝土中钢筋钝化时间提前。混凝土中钢筋钝化与锈蚀均是由点到面的非均匀过程,裂缝使得氧气快速渗透至钢筋表面并在裂缝处形成阴极区;随着氯离子通过裂缝扩散至钢筋,裂缝处钢筋氧化形成若干阳极区。当横向裂缝小于0.1 mm时,海洋环境下的混凝土微细裂缝自愈合降低了氧气供给,使得裂缝处阳极区再次转化为阴极区从而延缓钢筋腐蚀。当横向裂缝为0.3 mm时,混凝土裂缝处钢筋快速锈蚀并向裂缝两边扩展,海洋浪溅区钢筋腐蚀速度可达到0.484μm/a。     

氯盐环境下复合胶凝材料砂浆中钢筋锈蚀状态EI北大核心CSCD

采用腐蚀电位、线性极化、循环动电位极化等电化学方法,研究了氯盐环境下偏高岭土(MK)改性复合胶凝材料砂浆中钢筋的锈蚀状态,分析了不同电化学参数之间的关系。结果表明:在氯盐环境中,当MK掺量不高于MK/水泥总质量的30%时,随MK掺量的增加,复合胶凝材料中钢筋的腐蚀电位增大,锈蚀速率降低,耐点蚀性能增强;复合胶凝材料砂浆中钢筋的腐蚀电流密度与腐蚀电位存在相关关系;循环动电位极化测试的电化学参数可以反映复合胶凝材料砂浆内部钢筋的点蚀破坏程度;MK改善了复合胶凝材料砂浆的孔隙结构,降低了复合胶凝材料砂浆的氯离子扩散系数。复合胶凝材料砂浆延长了钢筋的脱钝化时间和钢筋保护层的预期开裂时间。     

氯盐环境下复合胶凝材料砂浆中钢筋锈蚀状态

采用腐蚀电位、线性极化、循环动电位极化等电化学方法,研究了氯盐环境下偏高岭土(MK)改性复合胶凝材料砂浆中钢筋的锈蚀状态,分析了不同电化学参数之间的关系。结果表明:在氯盐环境中,当MK掺量不高于MK/水泥总质量的30%时,随MK掺量的增加,复合胶凝材料中钢筋的腐蚀电位增大,锈蚀速率降低,耐点蚀性能增强;复合胶凝材料砂浆中钢筋的腐蚀电流密度与腐蚀电位存在相关关系;循环动电位极化测试的电化学参数可以反映复合胶凝材料砂浆内部钢筋的点蚀破坏程度;MK改善了复合胶凝材料砂浆的孔隙结构,降低了复合胶凝材料砂浆的氯离子扩散系数。复合胶凝材料砂浆延长了钢筋的脱钝化时间和钢筋保护层的预期开裂时间。     

锈蚀作用下钢筋—砂浆界面粘结性能退化研究

钢筋锈蚀作为影响锚固体系耐久性能的影响因素之一,对钢筋与砂浆间的粘结性能有着重要影响。本文基于法拉第定律对钢筋进行加速腐蚀试验,得到不同腐蚀率的钢筋砂浆拉拔试件。在此基础上,通过中心拉拔试验研究不同锈蚀率下界面粘结性能的退化规律。结果表明:钢筋在低锈蚀率的情况下与砂浆的界面粘结强度有所提高,后随锈蚀率的增加,粘结强度逐渐降低,相关钢筋—砂浆界面粘结性能退化研究结果可为类似工程提供参考。     

海水海砂混凝土力学性能与耐久性研究综述

远海工程建设面临钢筋混凝土易腐蚀、河砂和淡水匮乏等难题。国内外学者选择资源丰富的海水海砂代替淡水河砂制备混凝土,并研究其工作性能、力学性能及耐久性能。海水海砂中高含量的氯盐会加快水泥水化和凝结,导致早凝和早期强度提高,但后期增长变缓,最终强度与淡水河砂混凝土相近。海砂中少量的贝壳对混凝土工作性能和力学性能影响不大。海水海砂混凝土中的氯离子传输及结合方式更为复杂,其不同于内掺型氯离子,由此导致海水海砂混凝土中的钢筋锈蚀机理改变。辅助胶凝材料、复合型阻锈剂及纤维增强复合筋等为海水海砂混凝土结构应用提供了保障。     

建筑增强用聚丙烯腈纤维的耐海水腐蚀性研究

模拟混凝土应用的海洋环境,在常温(25℃)、氯化物浓度为5610 mg/L的海水中对建筑增强用聚丙烯腈(PAN)纤维进行浸泡处理,研究建筑增强用PAN纤维的耐海水腐蚀性,并与聚对苯二甲酸乙二醇酯(PET)增强纤维和聚丙烯(PP)增强纤维进行对比。结果表明:海水浸泡50 d后,建筑增强用PAN纤维的主要吸收特征峰无明显变化,且无新的吸收特征峰出现,纤维超分子结构变化较小,晶区取向度基本保持不变,结晶度略有增加;海水浸泡50 d后,建筑增强用PAN纤维的拉伸强度为1261 MPa、降幅0.63%,初始模量为18.6 GPa、增幅8.14%,其拉伸强度与PET增强纤维相当、约为PP增强纤维的1.8倍,初始模量约是PET增强纤维的1.4倍、PP增强纤维的3.2倍;建筑增强用PAN纤维、PET增强纤维、PP增强纤维的拉伸强度耐蚀系数分别为99.4%,99.2%,100.0%,建筑增强用PAN纤维的耐海水腐蚀性介于PP增强纤维和PET增强纤维之间,但其在海水中环境中具有优异的模量保持优势,可以更好地提高混凝土在海水环境中的耐受力。     

The influence of local glucose oxidase activity on the potential/current distribution on stainless steel: A study by the wire beam electrode method

The wire beam electrode (WBE) method was first used to study the activity of local glucose oxidase (GOD) on stainless steel surface in seawater. Glucose oxidase was immobilized in calcium alginate gel capsules, which were embedded in a layer of artificial biofilm (calcium alginate gel) on the WBE surface. The potential/current distributions on the WBE surface were mapped using a newly developed device for the WBE method in our lab. The results demonstrated that the catalysis of H₂O₂ formation by GOD can produce local noble potential peaks and cathodic current zones on the stainless steel surface. An interesting fluctuant current distribution around cathodic zones was observed the first time. The potential and current maps showed that the enzyme heterogeneity of the artificial biofilm caused a corresponding electrochemical heterogeneity at the biofilm/metal interface. The application of the WBE method to ennoblement study enables us to observe the heterogeneous electrochemistry at biofilm/stainless steel interface directly, providing us with a powerful tool to investigate other biofilm-related processes such as microbially influenced corrosion (MIC).     

Application of wire beam electrode technique to investigate initiation and propagation of rebar corrosion

Multi-electrode technique named as wire beam electrode (WBE) was used to study pitting corrosion of rebar under concrete cover. When WBE embedded mortar sample was immersed in NaCl solution, uneven distributions of galvanic current and open circuit potential (OCP) on the WBE were observed due to the initiation of pitting corrosion. The following oxygen depletion in mortar facilitated the negative shift of the OCP and the smoothing of the current and potential distributions. Wetting–drying cycle experiments showed that corrosion products instead of oxygen in wet mortar specimen sustained the propagation of pitting corrosion due to Fe (III) taking part in cathodic depolarization during oxygen-deficient wet period, which was confirmed by micro-Raman spectroscopy. In addition, new pitting corrosion occurred mainly near the corrosion products, leading to preferentially horizontal propagation of rust layer on the WBE. A localized corrosion factor was further presented to quantify the localised corrosion based on galvanic current maps.     

海水海砂混凝土研究进展

利用海水海砂替代淡水河砂制备混凝土不但能缓解土木工程行业对资源的消耗,而且对于沿海城市及远海岛礁建设而言,就地取材节约了大量的运输成本和时间成本,因此,对于海水海砂资源化利用的研究变得尤为重要。以海水海砂混凝土为研究对象,通过对比国内外学者对海水海砂特性的研究,综合分析了海水海砂混凝土力学性能以及干湿循环和冻融循环下耐久性能以及海水海砂混凝土与纤维增强聚合物(FRP)筋组合结构粘结性能的发展规律。最后对目前海水海砂混凝土研究成果进行了总结,并对未来的研究内容提出了建议。     

海水循环冷却系统铜合金缓蚀剂研究

应用腐蚀失重、弱极化和动态极化曲线等方法,重点研究了黄铜H68A在不同浓缩倍数海水中的腐蚀行为及其缓蚀剂。腐蚀研究结果表明,黄铜H68A的腐蚀速率随时间的延长逐渐降低,温度升高腐蚀速率在50℃达到最大,随浓缩倍数的增大腐蚀速率降低,原海水中腐蚀最重;缓蚀剂研究表明,有机缓蚀剂和无机缓蚀剂复合使用,协同效应明显。采用高复合预膜缓蚀剂含量处理,再在相对低复合缓蚀剂含量正常运行,浓缩倍数N≤2.0时,黄铜H68A、HSn70和HSn62的腐蚀率≤0.01 mm/a,腐蚀得到有效控制。     

Synthesis and performance application of self-crosslinking water-borne epoxy resin for cementing

Aiming at the problem of high brittleness of cement stone, we have studied the self-emulsificating and self-crosslinking modification of epoxy resin (EP) (E54), and the modified EP was used in oil well cement to improve the cement ring toughness and reduce the cement ring cracked. Using 2-acrylamide-2-methyl propane sulfonic acid and acrylamide as modified monomers, benzoyl peroxide as initiator, and grafting modification method by free radical polymerization to obtain water-borne epoxy resin (WBE). Fourier transform infrared spectrometer and ¹H NMR were used to characterize the modified product, which showed that the WBE contained ─SO₃H and ─CONH₂ hydrophilic groups, and the connecting method of the hydrophilic side chain was clarified. WBE can achieve good dispersion in an aqueous solution, it can be stabilized for 30 min without stratified at a centrifugal speed of 6000 rpm; when the temperature is >80°C, it can be self-curing. The addition of WBE can increase the flexural strength of cement stone by 48.3%, the compressive strength by 38.4%, and reduce the modulus of elasticity by 45.3%. Scanning electron microscope analyzed the mechanism of WBE to improve the toughness of cement stone, and found that after WBE cross-linking, polymer films and three-dimensional network structures are formed in the cement stone, making the cement structure more compact. WBE can effectively improve the mechanical properties of cement rings and can be used to improve cementing quality.     

自组装席夫碱膜对铜的缓蚀行为

通过分子自组装技术在铜表面制备2-氨基-5-巯基-1,3,4-噻二唑缩对羟基苯甲醛（简称A）和2-氨基苯并咪唑缩对羟基苯甲醛（简称B）缓蚀膜。采用电化学测试方法研究了两种席夫碱自组装膜在质量分数为3%的NaCl溶液中对铜的缓蚀作用。结果表明,自组装分子膜能有效抑制铜片的腐蚀,对于席夫碱A,当溶液浓度为15 mmol·L^-1,组装时间为6 h时缓蚀效果最佳;对于席夫碱B,当溶液浓度为20 mmol·L^-1,组装时间为12 h时缓蚀效果最佳,A、B的缓蚀效率分别达到98.9%和96.73%。表面分析技术表明,席夫碱化合物在铜表面形成一层保护膜,有效阻挡了腐蚀粒子向金属基底的转移,从而抑制了腐蚀的发生。量化计算和分子动力学模拟分析了A、B两种缓蚀剂分子构型与缓蚀性能的关系以及在铜表面的吸附形态,结果表明,两种缓蚀剂具有很好的缓蚀性能,且缓蚀效果A>B,与实验结果一致。     

铝合金海水介质中腐蚀行为研究

利用动电位极化扫描和交流阻抗测试电化学试验方法,研究了铝合金在不同海水条件下的腐蚀行为.提高海水pH值、降低海水温度、海水盐度及海水溶解氧浓度,均使其腐蚀电流密度减小,电荷转移电阻与铝合金表面钝化膜电阻增加.在80 ℃、溶解氧浓度0.01 mg·L^-1的条件下,铝合金的腐蚀深度为0.0226 mm·a^-1.试验结果为铝合金材料用于低温多效海水淡化装置提供了技术依据.     

海水循环冷却技术研究

采用Langelier指数、Ryznar指数、Puckorius指数和StiffDavis稳定指数对某海水冷却水在不同p H值条件下的腐蚀与结垢倾向进行判断,考察了3种药剂的缓蚀阻垢性能,以及海水杀贝剂NKSW962对海水的杀生效果。结果表明,该海水具有结垢的趋势,且随其浓缩倍率和温度的升高,结垢的趋势加大。3种药剂对碳酸钙垢均有良好的抑制作用,适于在较低浓缩倍率条件下使用,采用加酸调节p H值的方法,可在较高的浓缩倍率条件下使用。钛、不锈钢和塑料等在不加药剂的海水系统即显示出优异的耐蚀性能。海水杀贝剂NKSW962对海水中的污损生物牡蛎、蓝贝和藤壶均有很好的杀灭效果。NHSW缓蚀阻垢剂与非氧化性杀贝剂NKSW960具有很好的配伍稳定性。