嵌入式牺牲阳极外围包裹砂浆的试验研究

摘要

氯离子渗透导致钢筋腐蚀而引起混凝土结构的过早破坏,已成为当今世界日益突出的一大灾害,迫切需要解决钢筋腐蚀后的修复问题。采用阴极保护技术可有效地防止钢筋腐蚀,埋入式牺牲阳极可解决混凝土修复后的环阳极效应,但牺牲阳极埋入混凝土结构中,存在阳极钝化,腐蚀产物难以迁移造成混凝土表层涨裂等问题。
　　 本文开展对牺牲阳极包覆砂浆的研究,寻求砂、水泥、膨润土、水、活性盐等的最优配比,拟解决保持阳极活性和砂浆具有一定强度以及腐蚀产物转化、迁移的问题。
　　 试验通过调整砂浆水灰比,砂率、膨润土掺量等成型砂浆试件,通过万能力学试验仪测量砂浆试件抗压强度,万能电桥测量试件电阻率,筛选砂浆配比。试验结果不掺膨润土时,砂浆试件砂率在3.5～4,水灰比为0.6时电阻率较小,抗压强度适中。掺入膨润土后,强度有所下降,电阻率增加,但埋入砂浆中的高纯锌阳极开路电位较负,电位值稳定。
　　 固定砂、水泥、膨润土、水的比例,掺入不同种类、浓度的活性盐,测试牺牲阳极阳极的电化学性能,研究对阳极电化学性能的影响,筛选盐活性盐及其掺量。根据开路电位和极化曲线测试结果,溴化锂在浓度为0.15g/cm3时,高纯锌阳极开路电位较负,电位值稳定,满足预期要求,且阳极表面无明显积壳,腐蚀产物转化、迁移理想。
　　 成型四组混凝土试件,埋入包覆试验砂浆的牺牲阳极进行模拟试验,测定阳极输出电流和钢筋保护电位,进一步筛选砂浆配比和验证阴极保护效果。试验进行5个月,砂、水泥、膨润土、水、溴化锂的比例分别为3.75、0.7、0.3、0.6、0.15g/cm)时,高纯锌阳极的工作电位、阳极电流输出稳定,混凝土保护层未出现涨裂现象。

目录

文摘

英文文摘

第一章 前言

1.1 钢筋混凝土结构的腐蚀现状

1.2 混凝土中钢筋腐蚀机理

1.3 混凝土修补后的腐蚀机理

1.4 混凝土中钢筋防腐蚀方法

1.5阴极保护的国内外研究现状

1.6 研究目的及研究内容

第二章 试验材料及试验方法

2.1 试验材料选择及成分

2.2 牺牲阳极材料选择与形状

2.3 试验方法

第三章 砂率、水灰比、膨润土掺量的筛选试验

3.1 砂率、水灰比的筛选试验

3.2 膨润土掺量的筛选试验

3.3 本章小结

第四章 砂率、膨润土掺量对阳极开路电位的影响

4.1 砂率3系列中膨润土对阳极开路电位影响

4.2 砂率3.25系列中膨润土对阳极开路电位影响

4.3 砂率3.5系列中膨润土对阳极开路电位影响

4.4 砂率3.75系列中膨润土对阳极开路电位影响

4.5 砂率4系列中膨润土对阳极开路电位影响

4.6 本章小结

第五章 活性盐筛选试验

5.1 硝酸锂对高纯锌阳极电化学性能的影响

5.2 溴化锂对高纯锌阳极电化学性能的影响

5.3 混合盐对高纯锌阳极电化学性能的影响

5.4 本章小结

第六章 掺盐砂浆的筛选试验

6.1 混合盐砂浆试件的电化学性能

6.2 溴化锂在不同砂浆配比中的筛选

6.3 本章小结

第七章 混凝土试件的模拟试验

7.1 MⅢ砂浆试件模拟试验

7.2 MⅣ砂浆试件保护钢筋的极化电位

7.3 BⅢ砂浆试件保护钢筋的极化电位

7.4 BⅣ砂浆试件保护钢筋的极化电位

7.5 本章小结

第八章 结论与展望

8.1 主要结论

8.2 主要创新点

8.3 研究展望

参考文献

致谢