混凝土钢筋酸雨腐蚀行为研究

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混凝土结构是世界上最普遍、最广范应用的结构形式之一,但在一些恶劣条件下,尤其酸雨环境下混凝土内部钢筋的腐蚀会显著缩短其使用寿命,并降低其安全性。本文模拟重庆市酸雨为腐蚀环境,利用极化曲线法、交流阻抗法研究了两种常见钢筋材料(45钢和Q235钢)在模拟酸雨及模拟混凝土孔隙溶液中的腐蚀行为,并采取了模拟酸雨室内间歇浸泡法和室外自然腐蚀法来研究钢筋混凝土的腐蚀,通过检测混凝土浸泡溶液的pH值的变化、混凝土试件的重量变化、交流阻抗图谱来了解钢筋混凝土的腐蚀情况。初步探讨了发生在钢筋腐蚀介面上的动力学特征和电极界面结构的信息。实验结果表明:随着钢筋混凝土在模拟酸雨中浸泡时间的延长,酸雨浸泡液的pH值升高,但变化范围逐渐变小。酸雨环境中混凝土钢筋在室内干湿交替状态下的腐蚀速率远大于室外自然环境中的腐蚀速率。在模拟酸雨中钢筋随着pH值的降低和Cl-、SO42-和NO3-离子浓度的增加的腐蚀速率逐渐增大,其中的Cl-的去极化作用对钢筋腐蚀阳极反应起到明显的加速作用,相比之下,SO42-和NO3-对电极的腐蚀反应影响程度较小;随着浸泡时间的延长钢筋的腐蚀速率出现了增→减→增的过程。说明酸雨酸性增强和腐蚀性离子浓度增加对钢筋的腐蚀起到了加速作用,浸泡时间引起钢筋表面的腐蚀产物层的变化,从而对钢筋腐蚀速度产生影响。在模拟混凝土孔隙溶液中钢筋通常保持钝态,但受到酸雨侵蚀后的模拟混凝土溶液中的钢筋腐蚀速度明显加快,并且随着体系中Cl-离子浓度的增加而增加;Q235钢随着SO42-和NO3-离子浓度的增加腐蚀速度有逐渐加快,但随着SO42-和NO3-离子浓度的增加45钢的腐蚀速度却有所下降;浸泡时间的延长会导致钢筋出现点蚀。通过45钢和Q235钢在模拟酸雨和模拟混凝土孔隙溶液中的腐蚀行为进行对比,45钢因含有致钝性高的合金元素而具有比Q235钢更好的抗腐蚀性能。
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