水化硅酸鈣對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為,因此減輕氯離子對鋼筋的破壞對提高鋼筋混凝土結構的耐久性具有重大的現(xiàn)實意義。本文考察了經不同添加量的水化硅酸鈣(混凝土中水泥的主要水化產物之一)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驗方法分析了水化硅酸鈣對混凝土模擬孔隙液中鋼筋電化學行為的影響。利用光學顯微鏡和掃描電子顯微鏡(SE

2、M)對經水化硅酸鈣處理前后孔隙液中鋼筋表面微觀形貌進行觀察,同時采用X射線光電子能譜分析(XPS)對經水化硅酸鈣處理前后孔隙液中鋼筋的表面成分進行分析,并利用X射線衍射分析(XRD)對水化硅酸鈣結構進行了分析。所得主要結論如下:
　　 (1)經過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,可能是因為孔隙液中的OH-可與水化硅酸鈣結構中呈酸性的硅烷醇(Si-OH)反應,使孔隙液的pH值下降。經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,可能因為B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-的水解程度遠遠大于HCO3-的電離,因此孔隙液的pH值升高。
　　 (2)經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,電荷轉移電阻RD降低,孔隙液中鋼筋鈍化的難度增加,經光學顯微鏡和SEM觀察,發(fā)現(xiàn)孔隙液中鋼筋腐蝕增強。經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,經光學顯微鏡與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作用,對三種組分不同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,水化硅酸鈣對孔隙液中鋼筋腐蝕行為的促進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,當水化硅酸鈣的含量為3％時,腐蝕速率最小,表面腐蝕最輕。
　　 (5)在一定的溫度范圍內(0-60℃),隨著溫度的升高,無論孔隙液(pH=12.5)是否經過水化硅酸鈣處理,鋼筋發(fā)生腐蝕的可能性增加?？赡苁且驗?環(huán)境溫度的升高,加速了鋼筋腐蝕的電化學過程,陽極反應和陰極反應速率均會增加。水化硅酸鈣對pH=12.5孔隙液中鋼筋腐蝕的促進作用隨著環(huán)境溫度的升高(0℃、