碳化对含氯盐混凝土钢筋腐蚀特征的影响.pdf

第 1 8卷第 2期 2 0 1 5年 4月 建筑材料学报 J OURNAL OF B UI LDI NG M ATE RI ALS Vo 1 1 8。 No 2 Ap r ， 2 01 5 文 章 编 号 ： 1 0 0 7 9 6 2 9 ( 2 0 1 5 ) O 2 一 O 2 8 1 一 O 6 碳化对含氯 盐混凝 土钢 筋腐蚀特征 的影响 柳俊哲 ， 孙 武 ， 贺智敏 ， 巴明芳 ， 陈剑斌 ， 袁伟静 ( 宁波大学 建筑工程与环境学院，浙江 宁波 3 1 5 2 1 I ) 摘要 ： 研 究了碳化作用下内掺氯盐混凝土钢筋的腐蚀 面积率和腐蚀等级， 并与单一 因素作用相 比 较 ， 阐明了碳化和氯盐复合作用下的钢筋混凝土腐蚀特征 结果表 明： 碳化和氯盐复合作用下的混 凝 土钢筋腐蚀 面积率和腐蚀等级均大于单一因素作用下的腐蚀 面积率和腐蚀等级； 随着 ( N0 ) ( C I 一) 的增加 ， 碳化 与氧盐复合 作用 下的钢 筋腐蚀 面积 率和腐 蚀等级逐 渐降低 ， 当 ( N0 ) ， z ( C 1 一) 为 1 2时 ， 钢 筋腐蚀 面积 率 由 6 2 0 下 降到 1 8 关 键 词 ：钢 筋混 凝 土 ； 碳 化 ；氯 盐 ； 复 合作 用 ； 钢 筋腐 蚀 中图分 类 号 ： TU5 2 8 0 1 文献 标志 码 ： A d o i ： l O 3 9 6 9 j i s s n 1 0 0 7 9 6 2 9 2 0 1 5 0 2 0 1 6 Ef f e c t o f Ca r b o na t i o n o n Ch a r a c t e r i s t i c s o f S t e e l Co r r o s i o n f o r Re i n f o r e e d Co n c r e t e Co nt a i n e d Ch l o r i d e L工 U J u n z h e， SUN Wu， HE Zh i mi n， BA Mi n g f a n g， CHEN J i a n b i n， YUAN We i j i n g ( F a c u l t y o f Ar c h i t e c t u r a l ，C i v i l E n g i n e e r i n g a n d En v i r o n me n t ，Ni n g b o Un i v e r s i t y，Ni n g b o 3 1 5 2 1 I ，Ch i n a ) A b s t r a c t ：C o r r o s i o n b e h a v i o u r o f r e b a r s i n c o n c r e t e s u b j e c t e d t o c h l o r i d e i o n s a n d c a r b o n d i o x i d e r i c h a t mo s p h e r e s wa s i n v e s t i g a t e d I n o r d e r t o e v a l u a t e t h e c o r r o s i o n c h a r a c t e r i s t i c ，t h e c o r r o s i o n b e h a v i o u r o f r e b a r s i n c o n c r e t e i n t h e p r e s e n c e o f s i mu l t a n e o u s c o n t a mi n a t i o n b y c h l o r i d e s a n d c a r b o n d i o x i d e we r e c o n t r a s t e d wi t h t h a t o f t h e c o n c r e t e c o n t a mi n a t e d wi t h a s i n g l e f a c t o r Re s u l t s i n d i c a t e t h a t c o mp a r e d wi t h t h e c o n c r e t e c o n t a mi n a t e d wi t h s i n g l e f a c t o r ，t h e r e b a r c o r r o d e d a r e a a n d c o r r o s i o n g r a d e a r e h i g h e r i n c o n c r e t e e x p o s e d s i mu l t a n e o u s l y t o c a r b o n d i o x i d e a n d c h l o r i d e s Ho we v e r ，wi t h t h e i n c r e a s e o f mo l e r a t i o o f n ( NO - ) ( C1 一)，t h e r e b a r c o r r o d e d a r e a a n d c o r r o s i o n g r a d e i n c o n c r e t e g r a d u a l l y d e c r e a s e ，a n d t h e r e b a r c o r r od e d a r e a ha s dr o p pe d f r om 6 2 0 t o 1 8 p r e s e r ve d i n t he e x pe r i m e nt a l c ond i t i o n whe n ( NO ) n ( C 1 一 )i s 1 2 Ke y wo r d s ：r e i n f o r c e d c o n c r e t e ；c a r b o n a t i o n；c h l o r i d e s a l t ；s i mu l t a n e o u s a c t i o n；s t e e l c o r r o s i o n 近年来 ， 国内外针对碳化或氯盐单一 因素作用 下混凝土性能劣化与钢筋锈蚀规律的研究均有大量 文 献 报道 1 。 。 实 际 上 ， 大 量 混 凝 土工 程 往 往 同 时处 于 C O 和 C l 一 双重作用 的环境条件下， 而 目前关 于 碳化与氯盐相互作用机理及其复合作用对钢筋混凝 土腐蚀性能的影 响研究鲜有报道 4 研究表 明， 含 氯盐混凝土碳化时 ， F r i e d e l 复盐 ( 3 C a O A1 0。 C a C 1 。 1 0 H： O) 会发生分解 反应生成可溶性 C l 一 提高了孔溶液 C r浓度 因此， 尽管初始 C r浓度低 于临界浓度 ， 碳化作用下仍可达到或超过临界浓度 反过来 ， 如果混凝土中含有氯盐 ， C l 一与 C 。 A反应生 成 F r i e d e l 复盐 的同时会产 生 OH一， 提高 了孔溶液 碱含量 ， 从而影 响混凝土的碳化速度 7 。 氯盐与碳 化复合作用下 的模拟混凝 土孔溶液 ， 其 l临界摩尔 比 n ( NO - ) n ( C 1 一 )与 p H 值之间具有 一定的线性关 系 ： 当模 拟 孔 溶 液 p H 值 为 1 2 6时 ， ( N0 ) ( C 1 一 ) 为 0 3 2 ； p H值为 8 3时 ， ( NO ) n ( C 1 一 ) 为 0 9 2 ， 约为未碳化混凝 土孔溶液 的 3倍 由碳化 收稿 日期 ： 2 0 1 3 0 9 2 7 修订 日期 ： 2 0 1 3 1 1 1 2 基金项 目t 国家 自然科学基金资助项 目( 5 1 2 7 8 2 5 5 ， 5 1 4 7 8 2 2 7 ) ； 宁波市重大科技计划项 目( 2 0 1 3 C 5 1 0 0 6 ) 第一作者 ： 柳俊哲( 1 9 6 4 一) ， 男 ， 黑龙江五常人 ， 宁波大学教授 ， 博士生导师 ， 博士 E - ma il ： j u n z h e l i u 1 6 3 c o rn 学兔兔 w w w .x u e t u t u .c o m 学兔兔 w w w .x u e t u t u .c o m 学兔兔 w w w .x u e t u t u .c o m 学兔兔 w w w .x u e t u t u .c o m 学兔兔 w w w .x u e t u t u .c o m 2 8 6 建筑材料学报 第 1 8 卷 1 1 1 2 1 3 s y s t e m Ca O AI 2 O3 一 Ca C1 2 - H2 O ： The s i g ni f i c a n c e a n d s t a b i l i t y o f Fr i e d e l S s a l t J 3 J o u r n a l o f t h e Ame r i c a n C e r a mi c S o c i e t y ， 1 9 9 5， 7 8( 4 )： 9 3 9 9 4 4 CASTELLOTE M ， ANDRADE C， TURRI LLAS X， e t a 1 Ac c e l e r a t e d c a r b o n a t i o n o f c e me n t p a s t e s i n s i t u mo n i t o r e d by n e u t r o n d i f f r a c t i o n J Ce m C o n c r Re s ，2 0 0 8 ，3 8( 2) ： 1 3 6 5 - 1 3 7 3 LU S， LANDI S E N， KEANE D TX r a y mi c r o t o m o g r a p h i c s t u d i e s o f p o r e s t r u c t u r e a n d p e r me a b i l i t y i n Po r t l a nd c e me n t c o n c r e t e J Ma t e r S t r u c t ， 2 0 0 6 ， 3 9 ( 6 ) ： 6 1 1 - 6 2 0 柳俊哲 ， 邢锋 ， 贺智敏 ， 等 钢筋混凝 土中亚硝酸根与氯离子 的 1 4 1 5 临界摩尔 比 J 硅酸盐学报 ， 2 0 1 0 ， 3 8 ( 4 ) ； 6 1 5 - 6 2 0 L l U J u n z h e ， XI NG F e n g ， HE Z h i mi n 。 e t a 1 S t u d y o n c r i t i c a l mo l a r r a t i o s o f n i t r i t e a n d c h l o r i d e i n r e i n f o r c e d c o n c r e t e J J Ch i n Ce r a m So c ， 2 0 1 0， 38 ( 4) ： 61 5 - 6 2 0 ( i n Ch i n e s e ) S ONG H W ， LEE C H ， ANN K Y Fa c t or s i n f l u e n c i n g c h l o r i de t r a n s p o r t i n c o nc r e t e s t r u c t u r e s e x p o s e d t o ma r i n e e n v i r o n me n t s J C e me n t C o n c r e t e C o mp ， 2 0 0 8 ， 3 0 ( 2 ) ： 1 1 3 - l 2 1 J C I - S C1 j 夕 一 樽 造物 腐食 防食c 阴寸 弓弑黢 力 法 b I ： 规犟 ( 案) s J CI - SC1 Te s t me t h o d s a n d s p e c i f i c a t i o n f o r c o n c r e t e s t r u c t u r e i n c o r r o s io n a n d i n h i b i t i o n S ( i n J a p a n e s e ) 学兔兔 w w w .x u e t u t u .c o m