钢筋在混凝土孔隙模拟液中的腐蚀与缓蚀研究

• 作 者: 赵少飞
• 机 构: 华南师范大学
• 出 处: 华南师范大学
• 发表日期: 2011年期
• 关键词: 碳钢 缓蚀剂 电化学测试 密度泛函

混凝土钢筋是目前世界上应用最为广泛的建筑材料,对国民经济建设起了巨大的作用。但是由于钢筋的腐蚀,混凝土结构提前失效的问题日益受到人们的重视。氯离子是造成钢筋腐蚀的主要原因,研究混凝土中钢筋的腐蚀与防护已成为一项迫切的任务。本工作根据实际需求,用电化学方法研究了建筑用钢筋的腐蚀机理以及几种胺类缓蚀剂的缓蚀效果。主要研究内容和结果如下:　　
1.用金相显微观察以及极化曲线、交流阻抗和Mott-Schottky等电化学方法,比较分析了Q235和HRB335两种钢材在混凝土孔隙模拟液中的点蚀敏感性。金相显微结果表明Q235为铁素体而HRB335为珠光体。极化曲线结果表明在含有0.4 mol·L-1的氯离子的混凝土孔隙模拟液中,Q235的点蚀电位为0 V,而HRB335的点蚀电位为0.35 V,Q235更容易发生点蚀。Mott-Schottky测试结果表明在混凝土孔隙模拟液中钢筋表面生成的钝化膜具有n型半导体性质,Q235表面生成的钝化膜具有更高的施主浓度,因此更加容易发生点蚀。　　
2.用开路电位、极化曲线和电化学交流阻抗等电化学方法,研究了三乙烯四胺在含氯离子的混凝土孔隙模拟液中对钢筋的缓蚀作用。结果表明,当浓度为250和500 ppm时,三乙烯四胺能够有效抑制钢筋的点蚀。在钢筋发生点蚀后,三乙烯四胺可抑制点蚀的发展。其缓蚀机理可归结为胺基通过与氯离子在钢筋表面竞争吸附,最终通过吸附作用在钢筋表面形成一层致密的吸附膜而起到缓蚀作用。　　
3.用极化曲线、电化学交流阻抗等电化学方法结合量子化学计算,比较研究了二乙烯三胺和三乙烯三胺的缓蚀作用,结果表明两种化合物均能有效抑制钢筋的腐蚀,且二乙烯三胺的缓蚀性能更好。计算得到的分子轨道能量、转移电子数量和Mulliken电荷解释了缓蚀剂的缓蚀效果。