Page 46 - 腐蚀与防护2024年第十一期
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第45卷 第11期                                  腐蚀与防护                                  Vol.45 No.11




    2024年11月                          CORROSION &PROTECTION                          November2024
                                                                              DOI : 10.11973 / fs y fh240391
     海洋工程装备设施的腐蚀防护技术                   
       
       海洋环境中                 CaAl-LDH            对钢筋混凝土寿命的影响



                             张东方   1 , 2 , 刘国强 1 , 2 , 陈昊翔 1 , 2 , 范志宏 1 , 2 , 田科婷 3
                ( 1. 中交四航工程研究院有限公司海洋基础设施长期性能交通运输行业野外观测研究基地

                           水工构造物耐久性技术交通运输行业重点实验室, 广州 510230 ;

                    2. 广东港珠澳大桥材料腐蚀与工程安全国家野外科学观测研究站, 珠海 519060 ;

                                3. 中交四航局第二工程有限公司, 广州 510230 )
       摘 要:通过共沉淀和离子交换法制备了钙铝层状双金属氢氧化物( CaAl-LDH ), 并采用电化学测试

       方法研究了 CaAl-LDH 对模拟混凝土孔隙液中钢筋抗氯盐侵蚀性能的影响, 以及在模拟海洋环境
       中对钢筋混凝土寿命的提升作用。结果显示: 钢筋表面 CaAl-LDH 与氯离子发生交换, 使钢筋的钝

       化电位提升了近200mV , 钝化范围扩大; CaAl-LDH 有效降低了混凝土中氯离子含量, 使氯离子扩
       散系数及表面氯离子质量分数分别降低63.6%和55.3% , 钢筋混凝土结构的服役寿命延长。
       关键词:海洋环境; 钢筋混凝土; 层状双金属氢氧化物( LDH ); 防腐蚀; 服役寿命


       中图分类号: TG174.41   文献标志码: A   文章编号: 1005-748X ( 2024 ) 11-0038-05
     随着我国交通基础设施海洋综合立体交通体系                            筋混凝土寿命延长的效果尚缺乏深入研究。
   建设, 越来越多的公路、 水运工程面临氯盐腐蚀等耐                              因此, 作者结合海洋工程建设特点, 通过简单共
   久性技术障碍       [ 1 ] , 提升钢筋混凝土结构耐腐蚀性能               沉淀和离子交换法合成了钙铝层状双金属氢氧化物
   是打造平安百年品质工程, 推进交通基础设施建设                           ( CaAl-LDH ), 然后在模拟混凝土孔隙液中分析了
   高质量发展的基础         [ 2 ] 。目前, 混凝土结构防腐蚀主             CaAl-LDH 对钢筋抗氯盐侵蚀性能的影响, 并进一
   要通过表面涂覆、 内掺阻锈剂和钢筋增强三种途                            步在实体混凝土结构中研究了 CaAl-LDH 对氯离
   径 [ 3 ] 。其中不锈钢等材料制成的耐腐蚀钢筋由于成                      子等腐蚀介质含量的降低作用及对钢筋的阻锈作
   本较高, 仅在部分重大工程的局部区域使用                    [ 4 ] 。表  用, 评估海洋环境中 CaAl-LDH 对钢筋混凝土结构
   面涂覆技术应用广泛          [ 5 ] , 但是有机涂层材料在自然            寿命提升效果, 以期为工程化应用提供指导。
   条件下老化失效快, 无法实现对工程结构的长效保
   护。内掺阻锈剂通过提高钢筋临界氯离子含量实现                            1 试 验
   结构耐久性提升 , 但是工程结构耐久性问题一般在                          1.1 CaAl-LDH 制备与表征
                 [ 6 ]
   服役十几年或几十年后发生, 阻锈剂的长效性存在不                            CaAl-LDH 材料采用共沉淀和离子交换技术制

   确定性, 而且有效阻锈剂作用范围仅限于钢筋表面,                                                                       )
                                                     备, 具体工艺如下: 分别配制0.4mol / LCa ( NO 3 2
   大部分阻锈剂处于无效状态。层状双金属氢氧化物                                                          ) 溶液200mL和

                                                     溶液200mL 、 0.2mol / LAl ( NO 3 3
   ( LDH ) 具有独特的层状结构和离子吸附能力, 可有效                                                                  )
                                                     1mol / LNaNO 2  溶液100mL , 将配制好的 Ca ( NO 3 2
   吸附混凝土孔隙液中的有害阴离子, 提高混凝土钢筋                                    )溶液混合, 并磁力搅拌10min ; 将混合

                                                     和 Al ( NO 3 3
   结构的耐久性      [ 7-8 ] 。目前, 国内外大多数研究聚焦于                                   溶液中, 搅拌 30min 后, 采

                                                     液逐滴加入到 NaNO 2
   不同种类的 LDH 材料的制备工艺             [ 9-11 ] , 而关于 LDH  用稀硝酸和氢氧化钠调节混合液的 p H 至 9 , 继续
   对混凝土体系中侵蚀性离子含量的降低作用及对钢
                                                     搅拌24h ; 采用离心机对混合液进行多次离心, 并
                                                     用去离子水清洗, 将获得的沉淀物干燥即可得到
   收稿日期: 2024-06-13
                                                     CaAl-LDH 。分别采用 X 射线衍射仪( XRD ) 和扫描
   基金项目: 中国交通建设集团科技研发项目 ( 2023-ZJKJ-
                                                     电镜( SEM ) 分析观察 CaAl-LDH 结构和形貌。
   PTJS07 )
   通信作者: 张东方( 1990- ), 高级工程师, 博士, 海洋工程材              1.2 钢筋混凝土试块制备

   料腐蚀与防护, 13926470527 , eastzhan g @stu.xmu.edu.cn    钢筋混凝土试块中水泥采用粤秀 P · II 42.5R
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