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涂料技术

研究环氧树脂涂层钢筋混凝土的电化学

时间:2011-06-08 08:41:56 来源: 作者:聪聪 点击:
用4×4阵列丝束电极模拟研究混凝土中钢筋的腐蚀,将钢筋混凝土做铁丝表面涂抹树脂和混凝土表面涂抹树脂的涂层处理。通过测量铁丝的自腐蚀电位,研究不同涂层方式对混凝土防腐方面的影响。结果表明,只在混凝土表面涂抹树脂是最好的保护方式,它可以使钢筋的腐蚀电位一直处于钝化范围内,从而保证了钝化膜的完整性。环氧树脂涂层能够非常有效地防止钢筋锈蚀,可有效减少使用期间的维修管理费用,且延长了结构的使用寿命,其经济效益和社会效益是十分巨大的。

当今的大坝、大桥、高楼等基础设施大多由钢筋混凝土建成,在空气和环境中富含氯离子的沿海地区和在使用去冰盐化冰的地区,氯离子是造成水泥混凝土破坏的主要因素之一。氯离子对混凝土的破坏:一方面表现在氯离子可在水泥混凝土中成盐结晶,体积膨胀,从而使水泥混凝土开裂;另一方面,氯离子可破坏钝化层,对钢筋形成点蚀[1]。为了延长基础设施的使用寿命,可以通过增加水泥混凝土结构本身的密实性(添加混合物如缓蚀剂)、钢筋表面处理、阴极保护、水泥混凝土结构表面的防护以及替代的增强材料(如碳纤维)来进行。其中,环氧树脂涂层可以有效地阻隔混凝土及钢筋与有害物质接触,从而弥补混凝土多孔性的缺陷,起到很好的防护作用[2]。

1.材料与方法

将长16cm、直径为2mm的铁丝用金相砂纸逐级打磨,经乙醇、丙酮清洗后,在铁丝表面涂覆一层环氧树脂,打磨并清洗铁丝的另一端以作为研究面。取52.5#普通硅酸盐水泥,按水灰比1∶2、灰砂比1∶4混合后搅拌均匀,分别浇注在3组15cm×15cm×15cm的混凝土浇注模中。将16根铁丝排列成4×4的矩阵插入混凝土浇注试样中,行距与列距均为3cm。插入深度不同,其中第1行铁丝距离腐蚀液浸入面为1cm,此后逐行增加1cm,至第4行其距离腐蚀液浸入面为4cm。其试样结构见图1。

图1混凝土试样结构图

图1混凝土试样结构图
 
将混凝土试样进行不同的表面处理:空白、铁丝表面涂抹树脂、混凝土表面涂抹树脂、混凝土与铁丝表面均涂抹树脂。其中,树脂涂料环氧树脂和聚酰胺环氧树脂按1∶1的比例混合而成。将试样分别浸泡在2%、3%、5%、7%、10%、12%的NaCl溶液中。采用三电极法,用EG&G283恒电位扫描仪测量电极极化曲线,连续测量9d,测量周期为24h;以饱和甘汞电极为参比电极,采用SDC-Ⅲ数字电位差综合测试仪测量电位,将试样浸泡在3%的NaCl溶液中,浸入面处于同一水平面。每天测量每个电极的腐蚀电位,连续测量9d,测量周期为24h。

2.结果和讨论

2.1空白试样

将得到的腐蚀电流密度换算成腐蚀速率后,用Origin软件将它们制成直观的二维腐蚀趋势图,见图2。
 
图2空白试样中铁丝的平均腐蚀电位随时间的变化图

图2空白试样中铁丝的平均腐蚀电位随时间的变化图
 
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