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《厦门大学》 2004年
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钢筋/混凝土体系腐蚀过程的电化学研究

胡融刚  
【摘要】:钢筋混凝土是当今世界最大量的工程材料。钢筋在混凝土中的腐蚀破坏是导致现代钢筋混凝土结构过早失效的最主要原因,已被公认为一个世界性难题。钢筋腐蚀对工程结构耐久性造成极大的威胁,给人民生命安全带来重大隐患,造成巨大经济损失,是关系国计民生的重大问题。钢筋混凝土的腐蚀是一个十分复杂、研究难度大的体系,由于钢筋在混凝土中的腐蚀破坏必然发生在钢筋/混凝土界面,钢筋/混凝土界面腐蚀破坏机理研究和钢筋腐蚀状态的无损检测是关键性的重要课题。 电化学阻抗谱(EIS)可以提供电化学反应机理和动力学方面的信息,给出反应的物理模型。EIS的测量结果表明,钢筋/混凝土体系的阻抗谱中包含两个时间常数,分别来自界面的双电层和钢筋表面的混凝土保护层。由于混凝土的多相性和钢筋表面的不均一性,界面非法拉第过程表现出明显的弥散效应。随腐蚀的发展,界面反应从电化学活化控制转变为传质过程控制。 钢筋/混凝土界面微化学环境,特别是氯离子和pH对钢筋腐蚀有直接影响,发展可用于原位无损测量界面化学环境的探针技术具有重要的学术和实用意义。采用阳极电解法制备Ag/AgCl氯离子探针,碳酸盐热氧化法制备Ir氧化物pH探针,实现了在钢筋/混凝土界面腐蚀过程的现场测量,探明界面氯离子和pH的变化与钢筋/混凝土界面腐蚀行为的关系。在0.5mol/L NaCl溶液中,钢筋/混凝土界面氯离子浓度在第34天达到10~(-1)mol/L的最大值,随后略微降低。钢筋/混凝土界面pH在浸泡的前10天显著降低,从12.6降到12.0,在10-70天期间仍有缓慢降低。 应用原位STM首次成功地跟踪观察了钢筋在模拟混凝土孔溶液(pH=12.40,无外加氯离子)中表面钝化膜的消长过程;在含3.5%NaCl, 摘要 pH=10.40的混凝土模拟孔溶液中由于局部腐蚀的发生,可观察到表面不 规则的沉积物的形成、生长;复合缓蚀剂能有效消除微腐蚀点活性,促使 表面微观缺陷消失和均一化,增强钝化膜的耐蚀能力。 电化学噪音(ECN)测量可在无电信号扰动条件下检测腐蚀体系的暂 态行为,获得有关腐蚀类型和腐蚀速度的信息。采用时域原始数据分析, 统计分析、频谱分析以及小波分析处理钢筋在模拟混凝土孔溶液中的电化 学噪音,着重讨论了氯离子的影响。窗口可变的小波分析在ECN数据处 理体现出比统计分析,频谱分析的明显优越性。在含NaCI 0.O00lm。比 的饱和ca(oH):中,时间常数为16一325的暂态占优势。根据离散小波分 析的结果,可认为钢筋在SPS中活化/钝化的临界Cl一浓度界于 104一10一mol几。
【学位授予单位】:厦门大学
【学位级别】:博士
【学位授予年份】:2004
【分类号】:TU528

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【引证文献】
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【同被引文献】
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6 胡家元;碳钢在海水淡化一级反渗透产水中腐蚀机理及防腐方法研究[D];武汉大学;2013年
7 常立民;脉冲电沉积(Ni-Co)/Al_2O_3复合镀层及其性能研究[D];哈尔滨工业大学;2006年
8 赵琨;碳纳米管在电分析化学中的应用研究[D];华东师范大学;2007年
9 舒阳;高性能钢筋混凝土结构的耐久性研究[D];天津大学;2007年
10 张新;Mg-RE基稀土镁合金组织、性能与腐蚀机理研究[D];北京有色金属研究总院;2013年
中国硕士学位论文全文数据库 前10条
1 李振芳;地铁杂散电流分布及在线监测系统的研究[D];西南交通大学;2007年
2 李朋;铝离子注入AZ31镁合金的腐蚀磨损研究[D];大连理工大学;2006年
3 戴丹;CrSi(Ni,Al)薄膜在酸性环境介质中电学稳定性及腐蚀行为的研究[D];昆明理工大学;2007年
4 刘应科;镍磷非晶态镀层的制备及其性能研究[D];湖南大学;2005年
5 高文宇;油井缓蚀剂研究与开发[D];大庆石油学院;2007年
6 周伟;直流牵引供电系统杂散电流分布与防护研究[D];西南交通大学;2007年
7 刘强;模拟酸雨溶液中大跨度斜拉桥拉索钢绞线腐蚀行为研究[D];重庆大学;2007年
8 何方波;电沉积Zn-Ni/纳米Al_2O_3复合镀层工艺研究[D];西安建筑科技大学;2009年
9 王学亮;电厂凝汽器海军黄铜管芯的失效分析与防护研究[D];大庆石油学院;2009年
10 翁文婷;荧光性超分子自组装膜的制备、性能表征及应用[D];华侨大学;2005年
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