高紅霞 羅慶林 王小紅

摘要：目的：對高分子鋼筋阻銹劑阻銹效果；方法：自制A1-A10共10種高分子阻銹劑，并與市面購買的3種高分子阻銹劑以及分析純NaNO2作為對比，通過鹽水浸漬法對阻銹劑阻銹效果進(jìn)行研究.結(jié)果：A3、A5、A6、A9以及A10短期阻銹效果顯著，而且其短期阻銹效果不低于市面購買的三種高分子阻銹劑以及分析純NaNO2短期阻銹效果；結(jié)論：高分子鋼筋阻銹劑短期阻銹效果顯著，不過本文對于高分子阻銹劑阻銹效果研究主要針對其短期效果，因此無法保證阻銹劑的長期有效性.

關(guān)鍵詞：高分子鋼筋阻銹劑；鹽水浸漬法；銹蝕情況；混凝土；安全結(jié)構(gòu)

中圖分類號(hào)：TU528 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A 文章編號(hào)：1673-260X（2019）03-0077-03

自19世紀(jì)20年代以后，混凝土材料的使用已經(jīng)有了100多年的悠久歷史，由于鋼筋混凝土材料承載強(qiáng)度大、施工便易、工程造價(jià)低，其在土木工程建筑中屬于首選材料.不過隨著時(shí)間的遷移，混凝土結(jié)構(gòu)耐久性失效現(xiàn)象頻頻發(fā)生且廣泛存在.著名專家梅塔曾指出：導(dǎo)致混凝土結(jié)構(gòu)耐久性失效的第一大要素就是鋼筋腐蝕.混凝土中鋼筋腐蝕導(dǎo)致結(jié)構(gòu)受損，其依然成為世界各地廣泛研究的重要課題，因此，對于鋼筋腐蝕問題進(jìn)行研究充滿了重要性和必要性，其有利于提高混凝土的耐久性.

1 現(xiàn)狀概述

鋼筋阻銹劑是一種加入混凝土后能夠有效減緩或者避免鋼筋發(fā)生腐蝕，同時(shí)對于混凝土其他性能沒有負(fù)面影響的外加劑.根據(jù)化學(xué)成分的不同，鋼筋阻銹劑包括無機(jī)型、高分子型以及復(fù)合型三種；根據(jù)電極過程影響，鋼筋阻銹劑包括陽極型、陰極型以及混合型；根據(jù)不同的使用方法，鋼筋阻銹劑包括摻入型以及遷移型.鋼筋阻銹劑主要具備以下特點(diǎn)：（1）陽極型阻銹劑能夠鈍化鋼筋，陰極型和混合型阻銹劑能夠抑制銹蝕的產(chǎn)生.（2）鋼筋阻銹劑對于混凝土性能沒有任何不良影響.（3）在堿性或者中性條件下，其能夠保持長期有效.（4）不會(huì)造成環(huán)境污染，對人體健康基本無害[1].

在國內(nèi)材料腐蝕著作中，鋼鋼筋阻銹劑常常被稱為緩蝕劑，不過在混凝土材料與工程技術(shù)文獻(xiàn)里其常被稱作阻銹劑.根據(jù)美國材料與試驗(yàn)協(xié)會(huì)對于阻銹劑的定義，阻銹劑指的是“以特定的濃度和形式存在于介質(zhì)中，并能夠減緩或者避免腐蝕的化學(xué)物質(zhì)”.當(dāng)前，世界上對于阻銹劑的研究已經(jīng)十分深入，同時(shí)阻銹劑在工程中也得到了十分廣泛的應(yīng)用.根據(jù)相關(guān)統(tǒng)計(jì)結(jié)果，1993年世界各地使用鋼筋阻銹劑的混凝土約有2億m3，而當(dāng)前，鋼筋阻銹劑已經(jīng)大規(guī)模應(yīng)用于世界各地海工混凝土、道橋建筑、停車場等結(jié)構(gòu)[2].

在我國，近幾十來年，隨著經(jīng)濟(jì)和社會(huì)的快速發(fā)展，社會(huì)對于鋼筋阻銹劑的重視程度越來越高，市場發(fā)展趨勢較好，國內(nèi)國外的大量不同鋼筋阻銹劑產(chǎn)品也不斷充斥市場.由于我國建筑行業(yè)的快速發(fā)展，我國對于重大工程的使用年限以及安全結(jié)構(gòu)越來越重視，因此，對于鋼筋阻銹劑的研究有著十分深遠(yuǎn)的意義.當(dāng)前我國技術(shù)界、學(xué)術(shù)界仍在深入研究鋼筋阻銹劑的效果、使用范圍以及必要性等，對于阻銹劑的效果、有效年限的研究，也需要通過工程實(shí)例進(jìn)行檢驗(yàn)[3].

2 材料與儀器

2.1 鋼筋阻銹劑制備

根據(jù)鋼筋阻銹劑阻銹原理主要是因?yàn)槠渌械?COOH、-NH2、-NH-官能團(tuán)成分，本文選取了A、B、C三種化學(xué)成分自制阻銹劑10種，其中A1-A9為高分子阻銹劑，A10為復(fù)合型阻銹劑[4].

2.2 其他實(shí)驗(yàn)材料

（1）其他阻銹劑：作為分析純的NaNO2，作為對比用的阻銹劑：產(chǎn)自協(xié)寶企業(yè)發(fā)展有限公司高分子阻銹劑HEBOL-HQ901（以下簡稱為HB）、產(chǎn)自泰諾化學(xué)有限公司的高分子阻銹劑Mucis ad 19L/D（以下簡稱為SK）、產(chǎn)自于廣州西卡建筑有限公司的高分子阻銹劑Sika Ferrogard-901（以下簡稱為TN）.

（2）鋼筋：建筑用的HPB235鋼筋，長50mm，寬10mm.

（3）化學(xué)試劑：作為分析純的氯化鈉、氫氧化鈣以及無水乙醇.

（4）環(huán)氧樹脂：E-44型.

（5）水：自來水以及蒸餾水.

（6）93#汽油以及EP固化劑.

2.3 實(shí)驗(yàn)器材

（1）電壓表：高內(nèi)阻萬用表，精度0.01mV，產(chǎn)自佛山準(zhǔn)則電子有限公司；

（2）參比電極：上海雷磁232-01單鹽式型飽和甘汞電極，型號(hào)230，購買于上海壘固儀器有限公司；

（3）砂紙：M28砂紙、M20砂紙以及M10砂紙；

（4）塑料瓶：長65mm，寬45mm；

（5）天平；玻璃燒杯、真空干燥器等.

3 方法和結(jié)果

3.1 制備鋼筋試件

（1）對準(zhǔn)備鋼筋材料進(jìn)行磨床加工，并分別依次通過M28砂紙、M20砂紙以及M10砂紙進(jìn)行打磨，制備長50mm、寬10mm、表面粗糙度最大允許值到6.3μm的鋼筋試件.

（2）對鋼筋試件進(jìn)行打破，并分別依次在汽油、酒精中進(jìn)行浸泡，擦除鋼筋試件表面油脂，進(jìn)行鋼筋試件干燥靜置晾干以后，將鋼筋試件端頭放置到環(huán)氧樹脂中進(jìn)行浸涂，然后放置到干燥器中備用[5].

3.2 配置溶液

配置含有1.15%的氯化鈉的飽和氫氧化鈣溶液，水劑高分子阻銹劑添加量為溶液質(zhì)量的2.2%，粉劑高分子阻銹劑添加量占溶液質(zhì)量0.8%.將配置溶液倒入準(zhǔn)備的塑料瓶里，高度為45mm，將兩根鋼筋試棒放入到塑料瓶里，確保其充分浸泡在溶液里，蓋緊瓶蓋.

3.3 電位測量

使鋼筋試棒端頭露出液面約10mm，將電壓表正極接觸鋼筋露出端頭，將負(fù)極接飽和甘汞電極，在初始、1h、2h、3h、5h、1d、3d、5d、7d后分別進(jìn)行測量，在在測量時(shí)觀察鋼筋試棒表面是否有銹蝕現(xiàn)象[6].

3.4 試驗(yàn)結(jié)果

（1）鋼筋自然電位值：具體如表1所示.

結(jié)合表1，制作了鋼筋自然電位值隨時(shí)間變化走勢圖，具體如圖2、圖3、圖4所示.

（2）鋼筋銹蝕情況：具體如表5所示.

4 討論

4.1 結(jié)合以上7d鋼筋式樣銹蝕情況可以發(fā)現(xiàn)，摻入A3、A5、A6、A7、A9以及A10高分子阻銹劑的鋼筋沒有發(fā)生銹蝕；同樣地，摻入NaNO2、HB高分子阻銹劑、SK高分子阻銹劑以及TN高分子阻銹劑對比實(shí)驗(yàn)組的鋼筋也沒有發(fā)生銹蝕.但是摻入A1高分子阻銹劑、A2高分子阻銹劑、A4高分子阻銹劑的鋼筋和空白組一樣，都出現(xiàn)銹蝕的情況，但是銹蝕時(shí)間要晚于空白組.其中，摻入A8高分子阻銹劑的鋼筋只在端頭發(fā)生銹蝕，表面并沒有產(chǎn)生銹蝕，而且在重復(fù)試驗(yàn)后最終沒有發(fā)生銹蝕，可能由于第一次試驗(yàn)鋼筋端頭密封性不好進(jìn)而導(dǎo)致端頭發(fā)生銹蝕.因此，自制高分子阻銹劑A3、A5、A6、A7、A9以及A10在摻量為3%時(shí)短期阻銹效果明顯[7].

4.2 以《鋼筋阻銹劑使用技術(shù)規(guī)程》（YB/T 9231- 2009）為評價(jià)依據(jù)，最終可以確定自制高分子阻銹劑A2、A5-A10的短期阻銹效果要高于NaNO2、HB高分子阻銹劑、SK高分子阻銹劑以及TN高分子阻銹劑的短期阻銹效果[8].

4.3 本文只對高分子阻銹劑的短期阻銹效果進(jìn)行了一定程度研究，如果要研究高分子阻銹劑長期阻銹效果，建議齡期在1年以上.

綜上所述，本文通過鹽水浸漬法對高分子鋼筋阻銹劑阻銹效果進(jìn)行了一定研究，并根據(jù)《鋼筋阻銹劑使用技術(shù)規(guī)程》（YB/T 9231-2009對試驗(yàn)結(jié)果進(jìn)行了相關(guān)評價(jià).另外，本文主要是對鋼筋阻銹劑短期阻銹效果以及阻銹劑機(jī)理進(jìn)行了初步研究，如果需要驗(yàn)證高分子鋼筋阻銹劑長期阻銹效果，應(yīng)在更長齡期下進(jìn)行深入研究.

參考文獻(xiàn)：

〔1〕原夢曉.遷移型阻銹劑在混凝土中的阻銹性能及遷移性能研究[D].青島理工大學(xué)，2016.

〔2〕陳琳，屈文俊，朱鵬.混凝土結(jié)構(gòu)全壽命等耐久性設(shè)計(jì)的理論框架[J].建筑科學(xué)與工程學(xué)報(bào)，2016，33（03）：93-103.

〔3〕楊綠峰，洪斌，余波.混凝土結(jié)構(gòu)耐久性控制區(qū)及設(shè)計(jì)參數(shù)的定量分析[J].建筑結(jié)構(gòu)學(xué)報(bào)，2016，37（01）：126-134.

〔4〕李富民，鄧天慈，王江浩，羅小雅.預(yù)應(yīng)力混凝土結(jié)構(gòu)耐久性研究綜述[J].建筑科學(xué)與工程學(xué)報(bào)，2015， 32（02）：1-20.

〔5〕楊磊.高分子鋼筋阻銹劑阻銹效果的研究[D].華南理工大學(xué)，2012.

〔6〕陳品龍，楊醫(yī)博，黃威，楊磊，楊田，羅敏涵，郭文瑛.鋼筋阻銹劑阻銹性能評價(jià)方法研究進(jìn)展[J].廣東建材，2012，28（01）：16-19.

〔7〕田礫，原夢曉，王鵬剛，呂京錄.不同條件下遷移型阻銹劑對鋼筋的阻銹效果研究[J].混凝土，2017（08）：5-7+11.

〔8〕王曉彤.酸雨環(huán)境下氨基醇類阻銹劑的阻銹機(jī)理[D].湖南科技大學(xué)，2017.