【摘 要】
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钢筋混凝土是水利工程中最重要的建筑材料之一,由于水工建筑物工作环境的特殊性,对于钢筋混凝土的耐久性有较高的要求,而钢筋腐蚀是导致钢筋混凝土耐久性降低的最主要因素之一,因此,从钢筋腐蚀防护角度展开研究以提高结构的可靠性具有重要的意义。针对钢筋锈蚀问题,已经有诸多防护措施投入应用,但各自存在其局限性。地聚物混凝土具有绿色低碳的特点,适应当今社会发展的主题,高密实性及强耐蚀性的特性使得其在钢筋防腐方面具
【基金项目】
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陕西省水利科技计划项目“绿色建造:水利工程中再生混凝土的适用性研究”(编号:2021slkj-18); 国网甘肃省电力公司科技项目“输变电工程钢筋混凝土防腐新技术研究与应用”(编号:104-441220064);
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钢筋混凝土是水利工程中最重要的建筑材料之一,由于水工建筑物工作环境的特殊性,对于钢筋混凝土的耐久性有较高的要求,而钢筋腐蚀是导致钢筋混凝土耐久性降低的最主要因素之一,因此,从钢筋腐蚀防护角度展开研究以提高结构的可靠性具有重要的意义。针对钢筋锈蚀问题,已经有诸多防护措施投入应用,但各自存在其局限性。地聚物混凝土具有绿色低碳的特点,适应当今社会发展的主题,高密实性及强耐蚀性的特性使得其在钢筋防腐方面具有广阔的应用价值,基于目前的研究进展,地聚物混凝土还未达到大规模工程应用的程度,但采用地聚物为基料制备钢筋防腐涂层有研究的价值。为此,本文以地聚物防腐涂层为研究对象,开展了以下研究:(1)基于钢筋防腐涂层的施工性能需求,从地聚物涂层的配合比参数选择以及涂层的制备工艺出发,开展了配合比设计试验研究。介绍了涂层制备的流程工艺,通过测定各组涂层试件的凝结时间、硬度、耐盐水性、表观以及开路电位,筛选出具有良好工作性能的配合比组:其中P.O水泥和偏高岭土作为胶凝材料,碱激发剂与胶凝材料混合比为0.85,水泥取代胶凝材料比率为5%,碱激发剂中氢氧化钠的浓度为10mol/L,水玻璃溶液与氢氧化钠溶液质量比为2.5。各项基本工作性能满足施工需求。(2)混凝土碳化与氯离子侵蚀是导致钢筋锈蚀的最主要因素。本文通过调节水泥提取液的PH,模拟不同碳化程度条件下的混凝土环境,随后不断掺入固定浓度的氯化钠溶液,并进行电化学测定。以此研究在不同混凝土碳化程度条件以及不同氯离子浓度环境下,地聚物涂层对钢筋的防护作用。结果表明:在混凝土轻微碳化条件下,涂层对钢筋的钝化过程无不利影响,随着环境溶液中氯离子浓度的增大,不同碳化程度下钢筋致脱钝的氯离子浓度都有一定程度的增大,也表明了本涂层能保证在相对较高氯离子浓度下的防腐性能。(3)钢筋的腐蚀是长期侵蚀作用的结果,因此本文将对长期氯盐环境下地聚物涂层的防腐性能展开研究。以涂层钢筋混凝土试件为研究对象,开展了长期氯盐浸泡试验,并通过电化学工作站对体系的腐蚀状态进行监测,随后,以腐蚀电流为指标建立涂层的防护效率模型,并与现有的钢筋防腐材料进行对比,最后,通过长期氯盐浸泡后的钢筋腐蚀表观,从宏观角度反映地聚物涂层的防腐性能。结果表明:涂层在钢筋混凝土服役的早期能起到较好的防护效果,但随着局部缺陷的产生,最终腐蚀会向着不可控的方向发展。根据腐蚀电流得到的地聚物涂层的防腐效率能达到50%以上,无涂层的钢筋发生大规模的面腐蚀,而有涂层的钢筋仅发生局部点腐蚀。
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