淡化海砂混凝土中钢筋的锈蚀特征.pdf

全 国中文核心期刊 新 建蟓 中 国 科 技 核 心 期 -fl j 淡化海础混凝土由钢筋硇i m t l ! 特征 苏卿 ， 陈艾荣 ， 赵铁军 1 - z ( 1 同济大学 土木 工程学 院桥梁系， 上海2 0 0 0 9 2 ； 2 青 岛理工大学 土木 工程学 院， 山东 青 岛2 6 6 0 3 3 ) 摘要 ： 采用电化学法分析了不同强度等级的海砂混凝土与淡化海砂混凝土内的钢筋锈蚀发展规律。结果表明， 随测试龄期延 长 ， 2种混凝土 内钢筋腐蚀 电位 的绝对值 为先减小后增大 ， 腐蚀 电流密度逐渐增大 ， 且相 同强度等级的淡化海砂 混凝 土内钢筋 的腐 蚀发展 明显慢于海砂混凝土 。海水侵蚀对钢筋锈蚀 的长期影响大于 N a C 1 溶液； 此外， 虽然海砂引入了氯离子， 但外界环境侵入的氯 离子仍是引起钢筋锈蚀 的主要原因。 关键词： 淡化海砂混凝土； 钢筋锈蚀； 腐蚀电位； 腐蚀电流密度 中图分类号： T U 5 2 8 1 、 T U 5 0 2 文献标识码 ： A 文章编号 ： 1 0 0 1 7 0 2 X( 2 0 1 2 ) 0 8 0 0 4 8 0 5 Co r r o s i o n d e v e l o p me n t o f s t e e l i mb e d d e d i n wa s h e d s e a s a n d c o n c r e t e S UQ i n g a ， C HE NAi r o n f， Z H A 0 T j u n ( 1 D e p a r t me n t o f B ri d g e E n g i n e e ri n g ， C o l l e g e o f C i v i l E n g i n e e ri n g ， T o n g i i U n i v e r s i t y ， S h a n g h a i 2 0 0 0 9 2 ， C h i n a ： 2 S c h o o l o f C i v i l E n g i n e e ri n g ， Q i n g d a o T e c h n o l o g i c a l U n i v e rsit y ， Q i n g d g o 2 6 6 0 3 3 ， S h a n d o n g ， C h i n a ) Ab s t r a c t ： T h e e l e c t r o c h e m i c a l me t h o d w a s a d o p t e d t o i n v e s t i g a t e t h e c o r r o s i o n d e v e l o p me n t r u l e o f s t e e l i m b e d d e d i n s e a s a n d c o n c r e t e a n d wa s h e d s e a s a n d c o n c r e t e wi t h d i f f e r e n t s t r e n g t h g r a d e s T h e r e s u l t s s h o w t h a t t h e d e v e l o p i n g o f a b s o l u t e c o r r o s i o n p o t e n t i al h a s t wo s t e p s ， d e c r e a s e fir s t t h e n i n c r e a s e ， a n d c o r r o s i o n c u r r e n t d e n s i t y i n c r e a s e s g r a d ua l l y wi t h t i me Wi t h t h e s a I n e s t r e n gth gra d e， t h e d e v e l o p me n t p r o c e s s o f c o n c r e t e wi t h w a s h e d s e a s an d i s o b v i o u s l y s l o we r t h a n t h a t o f s e a s a n d c o n c r e t e T h e i n flu e n c e o f s e a wa t e r o n s t e e l c o r r o s i o n i s mu c h wo r s e t h a n Na C1 s o l u t i o n I n a d d i t i o n， c h l o rid e i o n i n e x t e r n al e n v i r o n me n t i s s t i l l ma i n r e as o n c a u s i n g c o r r o s i o n o f s t e e l e mb e d d e d i n s e a s a n d c o n c r e t e Ke y wo r ds ： wa s h e d s e a s a n d c o n c r e t e ： s t e e l c o rro s i o n： c o rro s i o n p o t e n t i a l ： c o rro s i o n c u r r e n t d e n s i t y 随着建筑业蓬勃发展， 混凝土用量与日俱增， 为缓解河 ( 江) 砂开采给航运安全和沿岸水土环境带来的压力， 开发利 用储量丰富的建筑用海砂资源是大势所趋， 尤其宁波、 舟山 等沿海城市， 建筑用海砂的开采、 淡化已形成一定规模【 I _ 。然 而2 0 世纪七、 八十年代爆发的“ 海砂屋” 造成了巨大经济损 失和社会影响， 这也敲响了科学认识和利用海砂的警钟2 - 5 。 虽然大量理论分析都指出， 海砂引入的过量氯离子是诱发海 砂混凝土内钢筋锈蚀的“ 元凶” ， 但对海砂混凝土、 淡化海砂 混凝土中钢筋锈蚀的发展规律及其差异的研究却鲜有文献 报道。为此， 本文通过电化学试验方法， 对比研究了氯盐侵蚀 基 金项 目： 交通部西部项 目( 2 0 0 6 3 1 8 2 2 3 0 2 ) 收稿 日期 ： 2 0 1 1 1 2 1 5 作 者 简介 ： 苏 卿 ， 女 ， 1 9 7 9年 生， 甘 肃 白银人 ， 在站 博 士后 。地址 4 3 0 0 1 0 武汉市江岸区四维路 8号 武汉 市建筑 设计院四所 ， E mal l SS q 2 0 0 4 1 6 3 c o m 。 4 8 新型建筑材料 2 0 1 2 8 影响下，海砂和淡化海砂混凝土内钢筋腐蚀特征参数的发展 规律。 1 试验 1 I 原材料及配 比 水泥： 青岛山水水泥有限公司的P 0 4 2 5 水泥， 比表面积 3 3 8 9 2 m g ， 基本物理、 力学性能见表 1 ， 化学成分见表2 ； 粉 煤灰： 青岛四方电厂的级粉煤灰， 化学成分见表2 ； 外加剂： S P - 8 聚羧酸系高效减水剂； 粗骨料： 粒径5 2 5 m m的碎石； 细 骨料： 海砂和淡化处理后的淡化海砂， 性能指标见表3 。 本试验 按照表4 的配合比分别制备2 个系列混凝土，即淡化海砂混 凝土( A系列) 和海砂混凝土( B系列) 。 表 1 水泥 的物理力学性能 学兔兔 w w w .x u e t u t u .c o m 苏卿， 等： 淡化海砂混凝土中钢筋的锈蚀特征 表 2 水泥和粉煤灰的化学成分 项 目 S i O 2 F e 2 O 3 A 1 2 0 3 C a O Mg O S 0 3 K 2 0 Na 2 0 T i O 2 P 2 0 5 水泥2 2 9 2 3 1 O 7 3 5 5 7 4 6 4 0 7 1 5 2 O 4 7 0 9 9 O 3 5 0 0 5 粉煤灰 4 8 4 4 4 7 2 2 8 5 2 3 8 4 0 7 0 O 8 4 1 3 6 O 4 3 1 3 8 0 2 6 表 3 细骨料的主要技术指标 细度 表观密度 密度 孔隙率 贝壳物氯离子硫化物 模数 ( k g m ( k g m 3 ) 含量 含量， 淡化海砂2 4 2 5 5 6 1 5 8 7 4 0 6 O 7 0 0 0 8 2 3 6 2 4 海砂 3 0 2 5 5 4 1 5 1 7 4 1 2 6 7 0 1 0 1 5 3 0 2 6 1 2 试件制备 本试验采用美国材料试验协会标准 C A S T M G 1 0 9 - - 1 9 9 3 ) 中规定的试验方法， 将3 根钢筋呈 “ 品 字型布局埋入混凝土棱 柱体中， 棱柱顶面中央放置1 个用来盛放侵蚀溶液( 3 5 N a C 1 溶液和海水) 的小水箱同 。 项部钢筋就处于含氯化物或水的混凝 土中。试件为2 8 0 m m x l 1 5 m r n x l 5 0 m m的棱柱体， 见图1 。 垫 1 I l 图 1 试验 采用 的混凝土试件 示意 根据试验需要， 采用直径 1 0 m m 、 长3 6 0 m m的螺纹钢， 使用前须除去钢筋表面浮锈， 除锈后的钢筋见图2 ( a ) 。为确 保钢筋锈蚀是由氯盐侵蚀引起的，将除锈后的钢筋两端用环 氧树脂或石蜡密封好并在表面缠上一层防水胶带，只保留钢 筋中央约2 0 m m裸露的部分 见图2 ( b ) 】 。 此外， 为了后期测试 时连接导线， 需在钢筋一端焊接螺杆。 成型时， 先将除锈后的钢筋放入特制模具内， 再按表4的 混凝土配合比 称料后搅拌，后分层将混凝土拌合物装入模具， 每组制备3 块混凝土试件。 成型2 4 h 后拆模， 为防止钢筋端部 的裸露螺杆在养护过程中锈蚀， 拆模后需用石蜡密封。混凝土 试件标养2 8 d 后， 用环氧树脂和硅胶将加工好的小盒固定在混 凝土成型面中央， 并用石蜡密封混凝土试件的侧面和底面。钢 筋锈蚀试验在温度( 2 0 -2_ 3 ) ， 相对湿度5 0 一 7 0 的室内进行。 ( a )除锈后 的钢筋 ( b ) 放入模具内的钢筋 图 2 试验用钢筋 1 3 试验制度 本试验综合半电池电位法和线性极化法研究混凝土中钢 筋电位的变化情况，采用华中科技大学研制的C o r r T e s t 电化 学测试系统进行动电位扫描， 并参照表 5 和表 5 17 - 9 评定钢筋 锈蚀的发展状况。 表 5 采用饱和甘汞电极钢筋锈蚀状况的判 断标准 表 6 线性极化测定的结果与钢筋锈蚀状况的关系 电流密度 i ( p A c m 2 ) 1 0 锈蚀程度 钝化 低 中 高 锈蚀率 ( ram a ) 0 0 2 3 本文研究在氯盐溶液干湿循环侵蚀下，海砂混凝土与淡 化海砂混凝土内 钢筋电位的发展规律。干湿循环采用在实验 室内 ( 2 0 3 ) q C ， 相对湿度5 0 7 0 干燥6 d ， 质量浓度3 5 的氯化钠溶液和海水浸泡 1 d ， 即7 d 为 1 个干泓循环。 2 试验结果与讨论 2 1 水胶 比的影响 水胶比是影响硬化混凝土孔结构的重要因素，而外界侵 蚀性介质也是通过表层混凝土向其内部渗透、 迁移。 不同水胶 比条件下，淡化海砂及海砂混凝土内钢筋电位和电流密度随 干湿循环次数变化的情况见图3 和图4 。 图3 和图4 中， 钢筋腐蚀电位绝对值的变化表现为先减小 后增大。由于混凝土材料性能的差异性， 淡化海砂混凝土( A系 列) 和海砂混凝土( B系列) 中钢筋腐蚀电位分别在试验开始后 的约1 7 周和 1 5 周内随时问增长而负向减小， 且降低速率随水 胶比 增大而减缓。 分析其原因： 试验初期， 混凝土试件从标准养 护室取出时内部湿度较大， 随着试验的进行， 混凝土内部自由 水逐渐蒸发， 而外界侵蚀溶液中的氯离子在于湿作用下不断侵 入， C l 极强的穿透作用逐步破坏了钢筋表面的钝化膜，增大了 腐蚀电池的电位差， 腐蚀电位逐渐负向增大， 尤以水胶比较大 N E W BUI L DI NG M ATE R I AL 5 49 学兔兔 w w w .x u e t u t u .c o m 苏卿， 等： 淡化海砂混凝土中钢筋的锈蚀特征 吾 鐾 1 6 1 4 1 2 8 1 0 吾0 8 、0 6 0 4 0 2 A 3 0 一 A 4 0 一 A 5 0 一 印 I _ l _一 - 一 一 一 I _ 0 5 1 0 1 5 2 0 2 5 3 0 3 5 4 0 4 5 5 0 5 5 6 0 时间 周 ( a ) 腐蚀电位 0 5 1 0 1 5 2 0 2 5 3 0 3 5 4 0 4 5 5 O 5 5 6 0 时间 周 ( b ) 腐蚀电流密度 图 3 N a C I 溶液侵蚀淡化海砂混凝土内钢筋的 腐蚀电位与腐蚀电流密度 B 3 。 0 B S 0 T B 6 0 O 5 1 0 1 5 2 0 2 5 3 0 3 5 4 0 4 5 5 0 5 5 6 0 时间 周 ( a ) 腐蚀 电位 0 5 l 0 l 5 2 0 2 5 3 0 3 5 4 0 4 5 5 0 5 5 6 0 时间 周 ( b ) 腐蚀电流密度 图4 N a C 1 溶液侵蚀海砂混凝土内钢筋的 腐蚀电位及腐蚀电流密度 5 0 新型建筑材料 2 0 1 2 8 的低强度混凝土表现最为明显。 试验结束时， C 3 0 淡化海砂混 凝土的腐蚀电位和腐蚀电流密度分别为一 3 5 9 5 m V和0 4 6 从 m ， 而海砂混凝土分别为一 4 6 5 4 m V和4 8 4 IJ , Mc m 。 结合表5 和表6 ， 具体分析试验数据可知， C 3 0 等级的淡 化海砂混凝土A及海砂混凝土B内钢筋腐蚀电位超过一 2 7 6 I n V时对应的时间分别为第2 6 周和第2 3周，此时钢筋已有 5 0 9上锈蚀风险。 虽然2 种混凝土具有相同水胶比， 但硬化 水泥石的孔结构存在差异，进而影响钢筋周围混凝土的导电 性。此外， 海砂混凝土在“ 内外 氯离子共同作用下， 虽然水泥 水化产物能够固化海砂表面附着的可溶性氯离子，但试验证 明结合率是固定的， 因此仍有大量自由氯离子在混凝土孔 溶液中发挥导电作用， 诱发钢筋脱钝。综上， 试验中无论是腐 蚀电位或腐蚀电流密度，海砂混凝土都明显大于淡化海砂混 凝土， 且锈蚀发展较快。 2 2 氯离子引入方式的影响 混凝土中氯离子的引入方式有2 种： “ 内掺 和“ 外渗” 。 而 由 海砂引入氯离子是典型的“ 内掺 ， 方式【 l 】 。以C 4 0 、 C 5 0 强 度等级的 混凝土为 例， 讨论淡化 海砂、 海砂混凝土中 钢筋腐蚀 的发展规律( 见图5 、 图6 ) 。 名 怅 虹 。 一 一 州。 B4 0 0 5 1 0 1 5 2 O 2 5 3 0 3 5 4 0 4 5 5 O 5 5 6 O 时间 周 ( a ) 腐蚀电位 时 啊 岗 ( b ) 腐蚀电流密度 圈 5 N a C I 溶液侵蚀下 C 4 0混凝土 内钢筋的锈蚀发展进程 由图5 、 图6 可知， 不同强度等级的淡化海砂和海砂混凝 土在3 5 氯化钠溶液侵蚀作用下， 内部钢筋腐蚀的发展情况 一 致， 即钢筋腐蚀电位绝对值的变化具有初期减小， 之后稳步 4 1 8 5 2 9 6 3 0 ； 讲 瑶 m 曼 曼 萎 曼 趔 T - 4 1 8 5 6 2 9 6 3 O ； ； 瑶 m 4 l 8 5 2 9 6 3 0 嘶 哪 瑰 m 学兔兔 w w w .x u e t u t u .c o m 苏卿， 等： 淡化海砂混凝土中钢筋的锈蚀特征 名 怅 血 4 0 3 5 3 0 8 2 5 吾 2 0 1 5 1 0 0 5 0 一 A 5 0 一 -B S O 一， 0 5 1 0 1 5 2 O 2 5 3 0 3 5 4 O 4 5 5 O 5 5 6 0 时间 周 ( a ) 腐蚀电位 时 恻 ( b ) 腐蚀 电流密度 图 6 N a C 1 溶液侵蚀下 C 5 0混凝土 内钢筋的锈蚀发展进程 增加， 后期加速上升的趋势。 腐蚀电流密度也呈现早期小幅波 动， 之后缓慢增长， 后期快速增大的演化过程。 试验初期， 由于混凝土从湿度较大的养护室取出， 内部水 分含量较高， 氧气无法到达钢筋表面， 此时钢筋腐蚀为低氧腐 蚀， 阴极反应为控制过程， 钝化膜溶解为F e 0 3 2 - 离子， 虽然检 测的腐蚀电位负向较大， 但试件破型后， 内部钢筋基本未锈蚀； 此阶段， 2 种混凝土的腐蚀电流密度在0 0 2 6 0 1 0 0 p A c m z ， 也说明混凝土内钢筋处于钝化状态。 随着“ 干湿” 循环的进行， 混凝土水饱和度逐步降低， 在毛 细管吸入和扩散机制作用下，侵蚀溶液中的氯离子能够较快 地渗入混凝土， 并与水泥中的C 生成F r i e d e l 复盐， 降低混 凝土的碱度， 破坏钢筋钝化膜稳定存在的环境； 此外， 表面钝 化膜对钢筋的保护作用被不断渗入的C 1 一 削弱， C 1 一 浓度较高 或钝化膜不密实处的钢筋将露出铁基体，并与尚完好的钝化 膜形成电位差， 构成大阴极小阳极的腐蚀微电池， 使得钢筋表 面产生点蚀( 坑蚀) 速度十分迅速。 因此， 在试验后期出现钢筋 腐蚀电位的加速上升段， 尤以海砂混凝土的增长速度最快。 试 验结束时， C 4 0 和C 5 0 海砂混凝土内钢筋的腐蚀电流密度已 达到4 4 5 和3 5 5 c m ， 均大于表6中1 0 p , Mc m 的标准， 处于快速锈蚀阶段。而相应强度等级的淡化海砂混凝土为 0 5 5 7 和0 4 5 8 A c m ， 处于中速腐蚀向快速腐蚀发展。 此外， C 4 0 或 C 5 0 海砂混凝土内钢筋的腐蚀电位和腐蚀 电流密度都表明钢筋一直处于较高的锈蚀风险状态，且数值 均明显高于相同强度等级的淡化海砂混凝土。原因是虽然试 验前对预埋钢筋表面进行打磨除锈，混凝土浇筑后水泥水化 的高碱度环境有利于钢筋表面钝化膜的形成，但是由海砂引 入混凝土的初始氯离子与水泥的铝相反应生成F r i e d e l 复盐， 从而减少水化产物中C a ( O H ) 含量， 混凝土内部碱性的降低 在一定程度上延缓了钢筋表面钝化膜的形成。 此外， 海砂混凝 土中C l 一 的存在， 强化了离子通路， 降低了钢筋腐蚀过程中的 腐蚀电阻， 从而加速了电化学腐蚀过程。 2 3 侵蚀溶液的影响 相关文献中的试验大多采用氯化钠溶液作为氯离子源， 研究钢筋的腐蚀发展情况。 然而， 实际环境中往往含有多种侵 蚀性离子。因此， 本试验分别以3 5 N a C 1 溶液和海水作为外 界氯盐环境， 对比 研究2 种混凝土内 钢筋锈蚀的发展规律( 见 图7 、 图8 ) 。 其中图8 为了 增强不同混凝土内钢筋腐蚀电流密 度的可比性， 采用了不同的纵坐标。 07 0 6 0 5 g 墨0 4 0 3 目 0 2 01 0 A 4 O N a C i A 4 0 海 水 一 ， A A 5 0 A 5 O N海 a 水 C 1 一 海水- = = = 0 5 1 0 1 5 2 0 25 3 0 35 4 0 4 5 5 0 5 5 6 0 时间 周 ( b ) 腐蚀电流密度 图 7 侵蚀溶液对淡化海砂混凝土内钢筋腐蚀的影响 从图8 可知，在海水与3 5 N a C 1 溶液2 种氯盐的侵蚀 下， 钢筋腐蚀电位或腐蚀电流密度随时间的变化均表明， 混凝 土内钢筋均出现了不同程度的锈蚀。对于淡化海砂混凝土而 言，在试验初期， 3 5 N a C 1 溶液作用下的混凝土内 钢筋腐蚀 电位较高，而后期海水侵蚀作用的混凝土内钢筋电位呈现出 快速增长的趋势， 待海水侵蚀试验进行约3 O 周， 淡化海砂混 凝土内 钢筋腐蚀电流密度为0 3 7 5 、 0 3 0 4 A c m 2 ， 均超过受氯 盐溶液侵蚀的混凝土。 N E W BUI L DI NG M ATE R I AL S 51 4 1 8 5 62 9 6 3 O 咖 讲 嗡 他 琵 舳 O 1 一 名 脚怅扭 踮 蛎 。 匿 啦 一 坫 学兔兔 w w w .x u e t u t u .c o m 苏卿， 等： 淡化海砂混凝土中钢筋的锈蚀特征 0 5 1 0 1 5 2 0 2 5 3 0 3 5 4 0 4 5 5 O 5 5 6 0 时间 周 ( a ) 腐蚀 电位 0 5 1 0 1 5 20 25 3 0 35 4 0 45 50 55 6 O 时 间 周 ( b ) 腐蚀 电流密度 图8 海水与氯化钠溶液对混凝土内钢筋腐蚀的影响 图8 中钢筋腐蚀电化学参数随时间的变化也表明，海水 侵蚀的混凝土内钢筋初锈时间并不早于N a C 1 溶液， 但钢筋腐 蚀的发展速度较快且腐蚀更严重， 尤其是试验后期， 海水侵蚀 混凝土内钢筋腐蚀电流密度普遍高于N a C 1 溶液。原因是， 海 水中除了含有C l 一 外， 还含有M 、 S 0 4 2 - 、 N a 和K 等离子， 当多 种离子共存时，钢筋初锈时间取决于哪种腐蚀性离子的渗透 速度更快。 大量研究均已证明， C l 一 半径小， 渗透速度远快于硫 酸根离子。因此， 虽然海水中有硫酸盐， 但氯离子仍是决定钢 筋锈蚀的主要原因。此外， 海水中的M g S O 能与表层水泥石 中的C a ( 0 H ) 反应生成溶解度较低的钙镁石M g ( 0 H ) ， 且沉 积在水泥石表面， 阻塞了孔隙， 这有利于延缓氯离子的侵入， 降低环境中氯离子的扩散系数。 然而， 硫酸盐侵蚀生成的体积 膨胀性产物将最终导致表层沉积的钙镁石层破裂，此时外界 氯盐通过裂隙迅速侵入，导致试验后期钢筋腐蚀速率迅速增 大。此外， 海水中S O 4 2 、 C l 一 共存， 提高了混凝土孔溶液中自由 氯离子含量， 使得孔溶液的导电率增大， 混凝土电阻率降低， 而混凝土内钢筋的腐蚀速率与混凝土的电阻成反比，因此， 2 种离子共存会提高混凝土内 钢筋的锈蚀速率。 值得注意的是， 对于海砂混凝土而言， 外渗氯离子仍是引 发钢筋锈蚀的主要原因。海砂引入的初始氯离子经过充分拌 合，在混凝土体内和钢筋 混凝土界面上的分布是比较均匀 的， 产生浓度差腐蚀电 偶的可能性较小， 而外渗氯离子向混凝 土内的迁移、 沉积必然是不均匀的， 较易产生宏观和微观腐蚀 5 2 新型建筑材料 2 0 1 2 8 电偶， 因而氯离子的局部去钝化作用增强； 此外， 初始氯离子 中相当一部分将在水泥水化过程中被结合， 较多的生成F 盐 和被吸附于C S H凝胶体的层f nq ：f L 隙中， 这与混凝土硬化后 才渗入已经较充分水化和结构化的水泥石中的外渗氯离子大 不相同， 后者的固化率较低， 富余的氯离子不仅增大了混凝土 孔溶液的导电性， 而且较早地发挥了破坏钢筋钝化膜的作用。 因此， 本试验阶段， 海水侵蚀对海砂混凝土的影响与淡化海砂 混凝土相比并不是很显著。 3 结语 ( 1 ) 随着试验时间增长， 不论是氯化钠溶液或海水侵蚀， 混凝土内钢筋腐蚀电位的绝对值均表现出先减小后增大的发 展规律。这是因为， 试验初期混凝土试件从养护室取出， 孔隙 饱水度较高， 电阻率较低， 因此测得的腐蚀电位较高， 之后， 在 干湿循环制度作用下， 混凝土内水分蒸发使得导电性降低， 而 电阻增大，因而腐蚀电位的绝对值逐渐降低；随着试验的进 行， 混凝土孔隙内的氯离子含量逐渐增大， 从而提高孔溶液的 导电性， 腐蚀电位逐步增大。 ( 2 ) 试验期间， 海砂混凝土内钢筋腐蚀电位和腐蚀电流密 度都表明钢筋一直处于较高的锈蚀风险状态，且数值均明显 高于相同强度等级的淡化海砂混凝土。海砂引入的氯离子不 仅与水泥中的铝相反应生成F r i e d e l 复盐， 减少了水化产物中 C a ( O H ) ： 含量， 降低了混凝土内部的碱性， 而且C l 一 的存在， 强 化了离子通路， 降低了钢筋腐蚀过程中阴、 阳极之间的欧姆电 阻， 提高了腐蚀电池的效率， 进而加速了电化学腐蚀过程。 ( 3 ) 对比不同侵蚀溶液的影响， 海水侵蚀下， 多种离子 ( M g ， S 0 4 2 - ， O H - ) 共同作用提高了混凝土孔隙液的导电性， 而 干湿循环制度加速了钢筋周围氯离子的积累，钢筋锈蚀风险 极大提高。 参考文献 ： 1 王圣洁， 杨子赓 ， 吴桑云 ， 等 中国滨海建筑砂开采的环 境地质 问 题和可持续发展对策【 J J 海洋地质动态 ， 2 0 0 0( 1 ) ： 5 - 8 【 2 J 洪乃丰海砂 的利用与钢筋锈蚀的防护【J J 建 筑技术， 1 9 9 6 ， 2 3 ( 1 ) ： 46 - 49 3 洪 乃丰 海砂 腐蚀 与“ 海砂屋 ” 危害 J lJ 工 业建筑 ， 2 0 0 4( 1 I ) ： 6 5 6 7 l 4 】4 洪乃丰 人命关天“ 海砂屋 1 J 城市与减灾， 2 0 0 4 ( 3 ) ： 2 4 2 6 5 任昭君 硅烷表面防水处理对混凝土中钢 筋锈蚀 的影响 D J _ 青 岛： 青 岛理工大学， 2 0 0 8 【 6 】 马红岩 海砂对水泥基材料水化行为及护筋性 能的影响 D J 深圳 ： 深圳大学， 2 0 0 8 ( 下转第 5 5页) l 8 5 6 2 9 6 3 0 讲 哪 m 学兔兔 w w w .x u e t u t u .c o m 徐海军， 等： 改性聚羧酸减水剂在 C 3 0商品混凝土应用中与水泥适应性的试验研究 华润P I I 4 2 5 R和台泥P 0 4 2 5 R 。 这与净浆流动度结果表现 出了相反的规律， 红棉的净浆流动度仅为 1 2 0 m m， 低于其它 几种普硅水泥。 由此可见， 聚羧酸减水剂与不同水泥的净浆流 动试验和混凝土性能试验无相关性， 净浆流动度小的水泥， 混 凝土坍落度值可能反而高。 分析其原因： 除水泥外， 混凝土原材料中粉煤灰、 矿粉、 砂 和石子对聚羧酸系减水剂的应用性能也有明显影响i4 。特别 是粉煤灰的等级、 形态， 砂的粗细、 含泥量以 及石子的级配等 对聚羧酸减水剂的应用效果均有不同程度的影响。 3 3 关于聚羧酸减水剂应用于 C 3 0商品混凝土时 验收指标的讨论 目前，对聚羧酸减水剂的验收并没有一个明确的指标， 大 多数搅拌站均采用简便易操作的净浆流动度试验来验收。 而从 以上研究结果可看出， 聚羧酸减水剂在应用中存在净浆流动度 与混凝土性能试验不相匹配， 甚至会出 现截然相反的结果。本 试验将进一步对二者的相关性进行研究，采用华润P 1 1 4 2 5 R 水泥， 其它原材料相同， 按2 2 和2 3 分别制备净浆和混凝土， 比较了自制L M T - 0 2 聚羧酸减水剂和某市售聚羧酸减水剂A 对净浆流动度和C 3 0 混凝土性能的影响， 测试结果见表4 。 表 4 2 种减水剂对净浆流动度 n c 3 0 混凝土的-陛能影响 由 表4 可见，掺自 制L M T 一 0 2 聚羧酸减水剂的混凝土初 始坍落度和 1 h坍落度保持性能均优于掺减水剂 A的混凝 土。掺自制L M T 一 0 2 聚羧酸减水剂的初始净浆流动度( 1 4 0 m m ) 低于掺减水剂A ( 1 9 0 m m ) 的， 但掺自 制 L M T 一 0 2 聚羧酸 减水剂 1 h 后的净浆流动度相比初始净浆流动度有了大幅提 高，由1 4 0 m m提高到了2 1 0 m m ，而掺减水剂A的水泥1 h 后净浆流动度反而损失了1 0 m m 。这表明， L M T 一 0 2 聚羧酸减 水剂具有良 好的流动度保持性能，可能与该减水剂中的酰胺 基在碱性环境下缓慢释放的效果有关，如果搅拌站在验收时 仅通过初始净浆流动度来衡量聚羧酸减水剂减水率的高低或 减水剂的好坏， 可能会出现误判。 因此， 为了更全面、 合理地评 价聚羧酸减水剂的应用效果，应以混凝土性能试验结果为参 考， 通过混凝土的试配确定减水剂的配方， 利用此减水剂来确 定一个净浆流动度指标，以后在验收时仅通过净浆流动度试 验来确定聚羧酸减水剂的稳定性。 而且值得注意的是， 初始净 浆流动度小，但 1 h 后净浆流动度可能大于初始净浆流动度 的聚羧酸减水剂，搅拌站在验收时可结合 1 h 后的净浆流动 度来综合评价聚羧酸减水剂的性能优异。 4 结语 ( 1 ) 同一种聚羧酸系减水剂与不同水泥的净浆流动度试验 结果差异较大， 特别是普通水泥与基准水泥之间， 采用普通水 泥时净浆流动度往往比基准水泥要小，这说明聚羧酸系减水 剂与水泥之间存在相容性问题，生产厂家和使用方在确定验 收指标时应指明是以哪种水泥为准。 ( 2 ) 本试验条件下， 聚羧酸减水剂与不同水泥的净浆流动 试验结果和混凝土性能试验结果无相关性，甚至表现出了截 然相反的规 律， 这说明除 水泥外， 混凝土中 其它原材 料如粉煤 灰、 矿粉、 砂和石子对聚羧酸系减水剂的应用性能也有不同程 度的影响。 ( 3 ) 在 C 3 0商品混凝土中， 仅采用初始净浆流动度作为 聚羧酸减水剂的验收指标可能造成误判，初始净浆流动度小 的聚羧酸减水剂，其净浆流动度保持性能和混凝土性能可能 更加优异， 因此， 应通过混凝土性能试验来评价聚羧酸减水剂 的减水率、 适应性等性能， 水泥初始净浆流动度仅可作为衡量 聚羧酸减水剂产品质量稳定性的指标。 参考文献： 1 】 缪 昌文 ， 冉千 平， 洪锦 祥， 等 聚羧酸系高性能减水剂的研究现状 及发展趋 势 J 中国材料进展 ， 2 0 0 9 ， 2 8 ( 1 1 ) ： 3 6 4 5 2 】 杨凤玲 ， 嵇银 行， 侯贵华， 等 聚羧酸混凝土减水剂的研究现状与 发展趋 势们 材料导报， 2 0 1 0 ， 2 4 ( 1 1 ) ： 4 3 6 4 3 9 3 】 张新民， 胡久宏 ， 徐 展 浅析水泥特 性对聚羧 酸减水剂 与水 泥适 应性的影响 J 混凝土， 2 0 1 0( 4 ) ： 8 5 8 8 4 】 程 勋 混凝土原材料 对聚羧 酸减 水剂应用 性能 的影 响 D 】 北京： 北京工业大学， 2 0 1 0 A ( 上接第 5 2页) 【 7 卢木 ， 王濮信 ， 卢金勇 混凝土中钢筋锈蚀的研究现状【 J 混 凝土， 2 0 0 0， 1 2( 2) ： 3 7 42 【 8 霍元 海砂型氯离子的扩散机理及其对钢筋锈蚀性 能的影响【 D 】 深圳： 深圳大学， 2 0 0 6 【 9 】 D e h wa s h H A F ， Ma s k e h u d d i n M， A u s t i n S A L o n g t e r m e f f e c t o f s u l f a t e i o n s a nd a s s o c i a t e d c a t i o n t y pe o n c h l o rid e i n d u c e d r e i n f o r c e m e n t c o r r o s i o n i n p o l a n d c e m e n t c o n c r e t e s J 】 C e me n t a n d C o n c r e t e Co mp o s i t e s ， 2 0 0 2， 2 4： 1 7 2 5 1 0 B a z a n t Z P h y s i c a l mo d e l f o r s t e e l c o r r o s i o n i n c o n c r e t e s e a s t r u c t u r e t h e o r y a n d a p p l i c a t i o n叨工 S t r u c t Di v A S C E ， 1 9 7 9 ， 1 0 5 ( 6 ) ： 1 1 3 7 1 1 6 6 A N E W B UI L DI NG MAT E RI AL S 5 5 学兔兔 w w w .x u e t u t u .c o m