Page 47 - 腐蚀与防护2024年第十一期

张东方, 等: 海洋环境中 CaAl-LDH 对钢筋混凝土寿命的影响

型硅酸盐水泥, 砂为标准砂, CaAl-LDH 掺量为2% 混凝土试块中不同深度的钢筋进行电化学测试。其
( 质量分数), 并以不惨 CaAl-LDH 的空白样作为对 中, 电化学阻抗谱以开路电位为平衡电位, 频率范围

照试块。为保证 CaAl-LDH 在混凝土中均匀分散, 为0.01~100000Hz , 扰动电位为±10mV 。

将 CaAl-LDH 颗粒研磨, 过筛( 孔径6.5 μ m ) 去除大 参考JGJ / T322-2013 《 混凝土中氯离子含量

颗粒, 边搅拌边将 CaAl-LDH 缓慢掺入到水泥砂浆 检测技术规程》 检测混凝土中氯离子渗透含量。先

中, 并继续搅拌 10min , 最后一起混合搅拌成型。 采用自动磨粉机对样品进行分层磨粉, 然后将各层
钢筋混凝土试块中钢筋材料为 Q235钢。 3根钢筋 磨粉溶解于水中, 并采用电化学自动滴定方法测其

沿混凝土外侧向内间隔1.5cm 排布, 成形后钢筋混 氯离子含量, 如图1 ( b ) 所示。

凝土试块为圆柱体( 20cm×15cm ), 如图1 ( a ) 所 2 结果与讨论
ϕ
示。混凝土强度等级为 C40 。
2.1 CaAl-LDH 的性能表征
从图2 ( a ) 中可以看出, 在2 θ 为11° 、 22° 附近存
在强衍射峰, 说明 CaAl-LDH 具有良好的结晶度,
通过与标准卡片( JCPDS12-0008 ) 对比( 003 ) 峰位

置所对应的度数为11.5° , 进一步结合 Bra gg 方程计

[ 12 ] 。由
算可得 CaAl-LDH 的层间距约为 0.75nm
图2 ( b ) 可见, 试验制备的 CaAl-LDH 为典型二维结
构, 片层厚度约为50nm , 横向尺寸达到微米级。对

比水热方法制备的 LDH 可以看出, 采用共沉淀和
离子交换法制备的 CaAl-LDH 不仅结晶度高, 而且
具有完整的二维结构。

图1 试验装置示意

Fi g 1 Schematicdia g ramsoftestdevices a accelerated

corrosiontest b chlorideion p enetrationconcentrationtest
1.3 抗氯盐侵蚀性能测试
为了评价 CaAl-LDH 的抗氯盐侵蚀性能, 在空
白和掺入 CaAl-LDH 的模拟混凝土孔隙液中测试
了钢筋的开路电位和极化曲线。模拟混凝土孔隙液

为饱和 Ca ( OH ) +0.05mol / LNaCl溶液, CaAl-
2
LDH 掺量为2 gL 。测试仪器为 Parstst2273电化

/
学工作站, 同时采用三电极体系: 钢筋为工作电极、
铂电极为辅助电极、 饱和甘汞电极为参比电极。极
化曲线测试区间为-150~+750mV ( 相对于开路 图2 CaAl-LDH 的 XRD谱及SEM 图

电位), 扫描速率为1mV / s 。 Fi g 2 XRDp attern a andSEMima g e b ofCaAl-LDH
1.4 耐久性评估 2.2 抗氯盐侵蚀性能
模拟海洋环境对钢筋混凝土试块进行加速腐蚀 LDH 的层状结构可通过离子交换作用降低混

试验, 即将试块在 165gLNaCl溶液中浸泡 3 个 泥土孔隙液中侵蚀性离子的含量, 从而抑制钢筋的
/
月。然后, 同样采用电化学工作站和三电极体系对 腐蚀。图3 为钢筋在空白和添加 CaAl-LDH 的模
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