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模拟酸雨中钢筋腐蚀行为的研究

发布时间:2011-05-13 08:26 作者:互联网 来源:
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随着我国城市化进程的加快,因钢筋腐蚀造成建筑物、桥梁等设施破坏而导致的损失日益加剧。钢筋在普通工作环境中能长期保持钝态,酸雨由于所含腐蚀性离子质量浓度比一般雨水高,酸性更大,造成钢筋腐蚀历程大大缩短,
随着我国城市化进程的加快,因钢筋腐蚀造成建筑物、桥梁等设施破坏而导致的损失日益加剧。筋在普通工作环境中能长期保持钝态,酸雨由于所含腐蚀性离子质量浓度比一般雨水高,酸性更大,造成钢筋腐蚀历程大大缩短,其危害程度远远大于普通雨水,因而酸雨区钢筋的腐蚀研究具有一定的理论和实用意义。利用动电位扫描法和交流阻抗法研究了在模拟雨水中酸度、腐蚀性离子质量浓度、浸泡时间对钢筋腐蚀行为的影响。
动电位极化测试系统为CHI660B电化学工作站。采用三电极电解池体系,研究电极为A3钢(面积为0.785cm2,其成分见表1),依次用相砂纸逐级打磨至镜面,无水乙醇丙酮去油且冷风吹干后,放入干燥器中备用,辅助电极为DJS-1型黑电极,参比电极为饱和甘电极。极化曲线的扫描围-300~300mV(相对于自腐蚀电位),扫描速率为20mV/min。交流阻抗测试系统为Autolab电化学工作(PG-ST-AT30),三电极电解池体系同上。交流阻抗的频率范围100~0.01Hz,交流激励信号幅值10mV。模拟酸雨溶液中离子质量浓度为重庆市5年实际降雨的平均值,采用分析纯试剂及蒸馏水配制,其pH值由上海大谱仪器有限公司的精密酸度计(pHS-3C)来测定。模拟酸雨的组成见表2。
 
表1 A3钢的化学成分(wB)  %
C
Si
Mn
P
S
Cu
Cr
Ni
0.12
0.18
0.19
0.016
0.014
0.12
0.002
0.001


表2 模拟酸雨的组成mg/L
SO42-
NO3-
NH4+
Ca2+
Mg2+
Cl-
K+
Na+
F-
21.940
4.850
3.100
5.670
0.350
1.680
1.030
0.540
0.480


在含有同样腐蚀离子质量浓度的条件下,A3钢在酸雨体系中的腐蚀速率明显大于中性溶液,溶液中的Cl-对腐蚀阳极反应起到一定的加速作用。随着酸雨溶液中H2SO4质量浓度的增加,腐蚀电位正移,腐蚀速率增大,SO42-质量浓度的增加促进了金属阳极溶解电流的增大。在酸雨体系中,随着浸泡时间的延长,腐蚀反应总电阻先增大后减小,说明生成的腐蚀层在一定时期内对电极腐蚀起到抑制作用,当新的腐蚀层出现时,这种保护作用会被破坏而逐渐消失。(子云)


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