扫描微电极法研究的论文钢筋局部腐蚀行为.pdfVIP

表面工程资讯 扫描微电极法研究钢筋局部腐蚀行为 王小平，杨再友，高颖波，郭亚，杜荣归+，林昌健 (厦门大学化学化工学院化学系，固体表面物理化学国家重点实验室，福建厦门361005) 摘要应用扫描微电极法原位测量模拟混凝土孔隙液中钢筋表面微区电位分布，结合电子探针技 11．50的模拟液中的腐蚀行为及其CI-浓度的影响作用。结果表明，当C1-浓度为 术，考察钢筋在pH o．010 mol／L时，钢筋表面电位分布图上没有出现固定局部电位峰，钢筋处于钝化状态。Cr浓度达到 o．020 mol／L或更高时，电位分布图出现固定的电位峰，钢筋表面发生去钝化和点腐蚀。当Cr浓度 达到o．050mol／L时，电位分布图很快出现固定的电位峰，此种情况下，加入复合缓蚀剂于溶液中可 抑制钢筋发生腐蚀。 关键词钢筋；局部腐蚀；模拟混凝土孔隙液；C1-；扫描微电极法；缓蚀剂 0引言 钢筋混凝土结构由于成本低廉、坚固耐用和材料来源广泛等优点被广泛应用于各种工程建设中。 但是，这种结构在为国民经济带来巨大效益的同时，由于钢筋腐蚀造成钢筋混凝土构筑物的提前破 坏也给当今社会带来巨大经济损失和危害”。31。因此，混凝土中的钢筋腐蚀与防护成为亟待研究的重 大课题。 扫描微电极法已成为研究金属局部腐蚀行为的重要手段，可原位测量金属在腐蚀介质中表面各 位置电化学行为的差异，记录金属表面微区电位分布和电流密度分布及变化卜”。原位考察模拟混凝 土孑L隙液中的钢筋表面微区电位分布，并结合传统电化学技术与电子探针技术，研究一定pH值的 模拟液中，不同cr浓度对钢筋腐蚀行为的影响及其引起腐蚀的临界值，对于钢筋腐蚀与防护的研究 有重要的参考价值。 混凝土中钢筋的腐蚀控制有很多措施，其中，在混凝土中加入缓蚀剂是一种简便经济的方法M”。 NaNO：被认为是混凝土中钢筋的良好缓蚀剂，但因为其有毒性，使其应用受到了一定的限制。采用 复合缓蚀剂，可降低NaNO：用量，又可达到良好的缓蚀效果。Na：SiO，来源广泛，价廉无毒，是一种 环境友好型缓蚀剂。本工作应用扫描微电极法，结合电子探针技术，研究钢筋在模拟混凝土孔隙液 中的腐蚀行为和评价NaNO：和Na2SiO，组成的复合缓蚀剂对钢筋的阻锈作用。 1实验 1．1仪器与试剂 钢筋表面电位分布测试采用厦门大学研制的扫描微参比电极测量系统。用于钢筋表面形貌观察 的是扫描电子探针EMPA(JXA一8100，JEOLCo．，Ltd．，Et本)。实验中所用溶液均为分析纯试剂和二 基金项目：国家自然科学基金(批准号21173177资助 联系人简介：杜荣归，E-mail：rgdu@xmu．edu．cn． 一62— 第17届全国表面保护技术交流会论文集 次去离子水配制而成。模拟混凝土孔隙液为饱和Ca(OH)：溶液，用去离子水调节溶液的pH值，外加 NaCl改变溶液的cl一浓度。进行表面电位分布测量时，每隔15min更换试液，以保证模拟液中的pH 值不发生变化。 1。2钢筋电极的制备 em×0．5 以建筑用的R235钢筋作为实验材料，加工成西1．14 cm圆柱形试片，其化学成分为： 钢筋试样表面打磨抛光，以其正面为工作面，背面焊接铜导体，侧面用环氧树脂粘合到内外径分别 为1．5cm和3．0 cm有机玻璃套圈中作为工作电极，使之可装置于扫描微电极测量系统，其电化学测 试的工作面积约为lcm2。 1．3表面微区电位分布测试 试验所用扫描微参比电极测量系统如图1所示盯丑14】。该系统由机械扫描装置、信号的采集处理及微 机控制等部分组成，与微机实现联机工作。实验所用扫描微电极为和微参比电极均为Ag／AgCl电极。 图l 扫描微电极测量系统装置图 2结果与讨论 2．1钢筋表面电位分布及其腐蚀行为 本工作通过测试某一pH值时含不同cl一浓度的模拟混凝土孑L隙液中钢筋表面电位分布随时间的 变化，考察cl一浓度对钢筋腐蚀行为的影响。同时，采用逐步逼近法测试钢筋发生点腐蚀的cl一临界 浓度。在pH值为11．50的模拟液中，分别测试钢筋在含有0．000～0．100mol／L范围内不同Cl一浓度的 模拟液中表面电位分布。结果表明，cl一浓度