【摘要】：鍍鋅鋼筋作為一種經(jīng)濟(jì)有效的防腐蝕措施,可用于海洋環(huán)境下混凝土結(jié)構(gòu)的腐蝕防護(hù)。然而,現(xiàn)在越來越多的輔助膠凝材料(SCMs)被應(yīng)用于混凝土中,添加SCMs的混凝土中膠凝材料的水化過程與普通水泥混凝土有較大差異,混凝土內(nèi)部孔溶液的離子成分以及pH值同樣會(huì)發(fā)生變化,而這兩個(gè)方面是混凝土內(nèi)鍍鋅鋼筋在腐蝕模型中最關(guān)鍵階段——鈍化階段的主要影響因素。因此本文主要針對鍍鋅鋼筋在摻加SCMs混凝土中的防腐蝕機(jī)理進(jìn)行了深入和系統(tǒng)的研究。為了給實(shí)際砂漿試驗(yàn)提供理論依據(jù),本文首先進(jìn)行了鍍鋅鋼筋在混凝土模擬液中的測試,設(shè)計(jì)了不同的溶液模擬添加不同SCMs的混凝土孔溶液,采用了傳統(tǒng)的電化學(xué)方法,如開路電位、線性極化阻抗、電化學(xué)阻抗譜和循環(huán)極化等,研究了不同pH值條件下不同離子對鍍鋅鋼筋鈍化的影響機(jī)理。其次,本文又選取了兩種具有代表性的SCMs添加至砂漿中,一種是最常用的SCMs粉煤灰,另一種是新型的SCMs納米二氧化硅,采用了水化熱測試、ICP測試、pH值測試和差熱分析測試對砂漿的孔溶液環(huán)境進(jìn)行了分析,同時(shí)采用了電化學(xué)方法對鍍鋅鋼筋的鈍化過程進(jìn)行了實(shí)時(shí)監(jiān)測,進(jìn)而深入的分析和探討了鍍鋅鋼筋在砂漿中鈍化機(jī)理。最后,本文又采用了電化學(xué)方法對鍍鋅鋼筋表面鈍化膜的脫鈍機(jī)理進(jìn)行了研究。通過以上研究發(fā)現(xiàn),鈣離子對鍍鋅鋼筋的鈍化具有顯著的促進(jìn)作用,特別是對于低pH值(12.5)的模擬液,隨著鈣離子濃度的降低,鍍鋅層與模擬液的反應(yīng)逐漸減弱,生成的產(chǎn)物逐漸減少,在飽和氫氧化鈣溶液中形成的鈍化膜具有最好的腐蝕防護(hù)效果;在摻加納米二氧化硅的砂漿中,由于納米二氧化硅加速了早期水泥的水化,提高了早期鈣離子濃度和pH值,加速了鍍鋅鋼筋的鈍化,有利于鈍化膜的形成,說明納米二氧化硅與鍍鋅鋼筋具有較好的兼容性;在添加粉煤灰的砂漿中,鍍鋅鋼筋的鈍化過程與普通水泥混凝土中有較大差異,粉煤灰的添加抑制了鍍鋅鋼筋表面鈍化膜的形成,形成的鈍化膜無法完全覆蓋鍍鋅層表面,其防腐蝕性能也有顯著的降低;在模擬液中確定了鍍鋅鋼筋鈍化膜的氯離子臨界值,其鈍化膜層脫鈍機(jī)理可以用點(diǎn)缺陷模型(PDM)進(jìn)行解釋,當(dāng)鈍化膜發(fā)生點(diǎn)蝕后,其腐蝕產(chǎn)物會(huì)覆蓋于點(diǎn)蝕坑表面,并可以隔離腐蝕介質(zhì)進(jìn)一步侵入,從而抑制腐蝕的發(fā)展。
【圖文】：

我國北方某港口碼頭在服役30年后混凝土箱梁底部因鋼筋嚴(yán)重銹蝕導(dǎo)致的

014年我國十大主導(dǎo)產(chǎn)業(yè)由于腐蝕造成的直接損失Fig.1.2TheeconomiclossduetothecorrosionofthetenleadingindustriesofChinain
【學(xué)位授予單位】：中國科學(xué)院大學(xué)(中國科學(xué)院海洋研究所)
【學(xué)位級別】：博士
【學(xué)位授予年份】：2018
【分類號(hào)】：P755.3

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本文編號(hào)：2655529