绿色化迁移性阻锈剂及对含氯盐砼中钢筋腐蚀行为的影响

作     者：宋宁 

作者单位：烟台大学 

学位级别：硕士

导师姓名：刘志勇

授予年度：2017年

学科分类：08[工学] 081402[工学-结构工程] 081304[工学-建筑技术科学] 0805[工学-材料科学与工程（可授工学、理学学位）] 080502[工学-材料学] 0813[工学-建筑学] 0814[工学-土木工程] 

主      题：迁移性阻锈剂(MCI) 环境友好 阻锈机理 气相传输 传质 

摘      要：基于环境友好理念,在已有工作基础上开发了一种无不友好气味的水性迁移性阻锈剂(PCI-2016)。采用电化学工作系统测试了在1%氯化钠溶液中添加PCI-2016对钢筋工作电极阻锈性能的影响,结果表明PCI-2016表现出优异的抑制钢筋锈蚀的能力。利用SEM-EDS和AFM-XPS等微观实验手段对添加和不添加PCI-2016的两组钢片表面进行成像观察和元素分析,结果表明添加PCI-2016的钢片无锈蚀,其表面形貌可清楚的观察到PCI-2016分子吸附在钢片表面形成一层致密保护膜动电位扫描实验结果支持上述结果。应用Temkin吸附方程对PCI-2016在钢片表面成膜的稳定性分析结果表明,PCI-2016在钢片表面的吸附行为是化学吸附。对添加PCI-2016修复氯盐溶液中锈蚀钢筋电极的临界修复浓度进行了初步研究,得出了氯离子浓度和PCI-2016浓度的关系式。初步研究了在不饱和条件下阻锈剂在混凝土中的数学简化传输模型,采用低场核磁技术对短期传输模型进行验证,结果表明该短期液相传输模型可用于分析PCI-2016在饱和条件下的传质过程,在此基础上研究了以Fick定律为基础的长期气相传质模型及传质过程,并通过实验测得钢筋界面区处氮含量的浓度与数值计算结果进行对比分析,验证模型的适用性。研究了将PCI-2016涂覆在新成型混凝土表面对其抗压强度以及非稳态迁移系数的影响,测试了在混凝土表面涂覆两道PCI-2016后非稳态迁移系数,分别降低到涂覆前的85.53%、79.39%和60.59%;以及测试了加涂一道防水剂后非稳态迁移系数降低到涂覆PCI-2016前的35.22%、29.09%和23.53%。剖开试件中钢筋XPS元素分析表明,PCI-2016可迁移至保护层下钢筋表面,甚至其氮元素可取代原有的氯。采用LPR方法研究了混凝土中钢筋经过四个烘浸循环腐蚀电流密度变化,采用三维扫描技术对剖出钢筋进行三维扫描和重构,应用数理统计方法对锈蚀钢筋进行了统计分析,结果表明在混凝土表面涂覆两道PCI-2016和一道防水剂后防护效果显著。