钢筋缓蚀剂和钢筋混凝土结构电化学除氯的研究

摘要

钢筋腐蚀而导致钢筋混凝土结构的过早失效是当今世界日益突出和普遍关注的灾害。Cl-侵蚀是导致混凝土中钢筋腐蚀的首要因素，研究混凝土中钢筋的腐蚀与防护已成为一项迫切任务。本工作针对实际需要，研究钢筋的腐蚀机理，探索钢筋的缓蚀剂保护方法和钢筋混凝土结构电化学除氯技术，对保护钢筋具有重要的实用价值和学术意义。主要研究内容和结果如下： 1.探明若干缓蚀剂对钢筋的缓蚀作用，发现D-葡萄糖酸钠具有良好缓蚀效果 应用交流阻抗测试等电化学技术，检测了苯甲酸钠、β-甘油磷酸钠、乙醇胺和D-葡萄糖酸钠在含NaCl的模拟混凝土孔隙液中对钢筋的缓蚀作用。结果表明，缓蚀剂的浓度为0.1mol·L-1时，苯甲酸钠和β-甘油磷酸钠有较好缓蚀效果，D一葡萄糖酸钠浓度为0.001mol·L-1至0.1mol·L-1时均有良好缓蚀效果。 复配试验表明，D-葡萄糖酸钠与四硼酸钠组成的复合缓蚀剂缓蚀效果最好，而与甘氨酸和乙醇胺复配的缓蚀剂也表现出较好的缓蚀效果。 2.探明D-葡萄糖酸钠的缓蚀效果及缓蚀机理 D-葡萄糖酸钠在含有Cl-的模拟混凝土孔隙液中对钢筋的缓蚀作用主要通过抑制钢筋腐蚀的阳极反应。其缓蚀机理可归结为葡萄糖酸根离子通过和Cl-在钢筋表面竞争吸附，最终通过螯合作用在钢筋表面形成一层致密的吸附膜对钢筋起到保护作用。 3.建立钢筋混凝土结构电化学除氯技术 设计和安装了钢筋混凝土结构的实验室电化学除氯装置。以镀铂钛网为临时阳极，对混凝土中钢筋施以阴极电流进行电化学处理，并以钢筋混凝土样品中不同位置埋置的Ag/AgCl电极作为Cl-探针。电化学除氯测试结果表明，本工作建立的电化学除氯技术能够有效地降低混凝土中Cl-浓度，抑制钢筋的腐蚀。

目录

文摘

英文文摘

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第一章绪论

1.1钢筋混凝土结构及其耐久性

1.2钢筋缓蚀剂

1.2.1钢筋缓蚀剂的分类

1.2.2钢筋缓蚀剂的应用及研究进展

1.3电化学除氯

1.3.1电化学除氯的机理

1.3.2电化学除氯的副作用

1.3.3电化学除氯的研究概况

1.4混凝土中钢筋腐蚀行为的电化学研究方法

1.4.1半电池电位法

1.4.2线性极化法

1.4.3电化学阻抗谱

1.4.4 Ag/AgCl探针技术

1.5本论文的研究目的和设想

参考文献

第二章若干缓蚀剂在模拟混凝土孔隙液中对钢筋的缓蚀作用

2.1引言

2.2实验

2.2.1试剂及其溶液

2.2.2钢筋电极的制备

2.2.3电化学测试

2.3结果与讨论

2.3.1单一缓蚀剂对钢筋的缓蚀作用

2.3.2复配型缓蚀剂对钢筋的缓蚀作用

2.4小结

参考文献

第三章D-葡萄糖酸钠对模拟混凝土孔隙液中钢筋的缓蚀作用及其机理

3.1引言

3.2实验

3.3结果与讨论

3.3.1 D-葡萄糖酸钠对钢筋开路电位的影响

3.3.2 D-葡萄糖酸钠对钢筋极化曲线的影响

3.3.3 D-葡萄糖酸钠对钢筋电化学阻抗谱的影响及其缓蚀作用

3.3.4 D-葡萄糖酸钠的缓蚀机理

3.4小结

参考文献

第四章电化学除氯

4.1引言

4.2实验

4.2.1 Ag/AgCl电极的制备

4.2.2钢筋电极的制备

4.2.3钢筋混凝土试样的制备

4.2.4电化学除氯技术的装置和参数

4.2.5电化学测试

4.3结果与讨论

4.3.1 Ag/AgCl电极的工作曲线

4.3.2钢筋混凝土试样前期浸泡过程中Cl-浓度及其分布的变化

4.3.3钢筋混凝土试样的电化学除氯效果

4.3.4电化学除氯对混凝土中钢筋腐蚀行为的影响

4.4小结

参考文献

第五章结论

攻读硕士学位期间发表与交流的论文

致谢