亚硝酸盐在钢筋混凝土中阻锈作用研究

摘要

钢筋混凝土是当今社会用量最大的土木工程材料，而钢筋混凝土破坏的主要原因是混凝土中钢筋腐蚀。引起钢筋腐蚀的因素虽然是多方面的，但就大量钢筋混凝土结构破坏的事例表明，主要源于氯离子。欲提高钢筋混凝土的耐久性寿命，还需要解决钢筋的再钝化问题，而解决再钝化问题最简便和有效的方法是使用阻锈剂。大量的国内外研究表明，亚硝酸盐的阻锈效果最为明显。本文基于大量的阴、阳两极复合型阻锈剂进行研究，评价其阻锈效果，开发出混凝土中亚硝酸根离子含量的评价方法，明确混凝土中亚硝酸盐掺量和检测结果之间的相关关系。考虑到钢筋表面氯离子和亚硝酸根离子含量的不均匀性，进一步研究钢筋表面氯离子和亚硝酸根离子含量的浓差对钢筋腐蚀的影响，为既有混凝土结构中迁移型亚硝酸盐阻锈剂的推广应用提供理论依据。主要研究成果如下：
　　1.亚硝酸盐缓蚀下的钢筋腐蚀存在两个区域，不稳定区和稳定区（钝化区）。随着钢筋表面钝化膜形成，钢筋腐蚀由不稳定区进入稳定区域，此时阻锈效果才能显现出来。基于阳极型阻锈剂和阴极型阻锈剂相复合，在不同掺量不同组份的正交设计方法配制大批量混凝土试件，通过干湿循环作用加速钢筋腐蚀，结合自然电位、极化电阻、失重率和腐蚀面积率等腐蚀参数综合评价钢筋锈蚀状态，并确定最佳配合比。当亚硝酸盐与苯并三唑复掺的复合型阻锈剂配比为1:1时，阻锈效果最佳。
　　2.分光光度法、色差显定法和直接滴定法分别定量、半定量、定性地检测出混凝土中亚硝酸盐的含量，检测出的亚硝酸根离子含量低于实际掺入值，约为实际掺入量的30％~60%。水灰比对混凝土中亚硝酸盐的检测结果有影响，水灰比越大检测出的亚硝酸根离子含量越少，并开发有效评价混凝土中亚硝酸根离子含量的检测方法。
　　3.混凝土中掺入的较小氯离子含量均匀分布时钢筋腐蚀表现为均匀腐蚀，氯离子浓度越大腐蚀越严重；钢筋表面各部位氯离子存在浓差时加剧钢筋的腐蚀程度，浓差越大坑蚀越严重。混凝土配合比、施工和养护等多种原因引起的泌水作用使钢筋底部比上表面腐蚀更为严重；掺氯盐的钢筋混凝土，位于结构上部的钢筋比下部的钢筋腐蚀严重，氯离子浓度越大，上、下钢筋之间的腐蚀差别较小。
　　4.混凝土内亚硝酸根离子含量均匀分布时随着亚硝酸根离子浓度的增加对钢筋的抑制作用越明显，钢筋表面大阴极亚硝酸根离子浓度有变化时不会影响亚硝酸盐的阻锈性，但小阳极上亚硝酸根离子浓度的微小变化引起的浓差会对亚硝酸盐阻锈性能产生影响，并加速钢筋腐蚀；钢筋两侧亚硝酸根离子浓度差保持不变时，改变阴、阳两极面积比对钢筋的腐蚀没有明显影响，但高浓度的亚硝酸根离子，钢筋两侧的亚硝酸根离子浓度差，会加速钢筋腐蚀。

目录

封面

声明

中文摘要

英文摘要

目录

1绪论

1.1研究的背景和意义

1.2钢筋腐蚀和阻锈机理

1.3研究的主要内容

2原材料及试验方法

2.1试验材料

2.2主要实验设备及使用说明

2.3材料分析试验制备方法

2.4本章小结

3基于亚硝酸盐的复合型阻锈剂研究

3.1引言

3.2试验方案

3.3试验结果与分析

3.4本章小结

4混凝土中亚硝酸根离子含量的测定

4.1引言

4.2实验方案

4.3试验结果与分析

4.4本章小结

5钢筋表面氯离子浓差对钢筋锈蚀的影响研究

5.1引言

5.2试验方案

5.3试验结果与分析

5.4本章小结

6钢筋表面亚硝酸根离子浓差对钢筋锈蚀的影响研究

6.1引言

6.2试验方案

6.3试验结果与分析

6.4本章小结

7结论与展望

7.1结论

7.2展望

参考文献

在学研究成果

致谢