阻锈剂与矿物掺合料对锈蚀混凝土修复砂浆的性能影响.pdf
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1、2 0 1 4年第 9期 9月 混 凝 土 与 水 泥 制 品 CHI NA C0NCRETE AND CEMENT PR0DUCTS 2 01 4 No 9 S e p t e mbe r 阻锈剂与矿物掺合料对锈蚀混凝土 修复砂浆的性能影响 李 翔 1 , 2 3 , 韩 飞 , 吕晓霞 2 , 3 , 汪 明天 一 , 赵 秋华 ,。 ( 1 中交第一公路勘察设计研究院有限公司, 西安 7 1 0 0 7 5 ; 2 西安中交土木科技有限公司, 7 1 0 0 7 5 ; 3 陕西省公路交通防灾减灾重点实验室, 西安 7 1 0 0 7 5 ) 摘 要 : 测试 了水泥基砂浆 的抗 氯 离
2、子渗透性 能及钢 筋砂浆 电极 的极化 电位 , 研 究 了不 同阻锈 剂、 矿物掺 合料 对砂浆抗氯盐锈蚀性能 的影 响规律 。结果表明 , 1 5 乙醇胺与 0 5 三 乙醇胺复掺 , 砂浆 中钢筋表现 出优异的抗氯盐 锈蚀性 能: 掺入 2 0 矿渣粉及 1 0 粉煤灰 , 砂浆抗氯 离子渗透性能优 于其 它各组 ; 乙醇胺 、 三 乙醇胺作 复合 阻锈 剂, 同时复掺矿渣粉 、 粉煤灰掺 合料 , 复合砂 浆的抗 氯盐锈蚀 性能最佳 , 且 对力学性 能无明显影响 , 适 用于锈 蚀混凝土结 构 的 修 复 。 关键 词 : 氯 盐锈 蚀 ; 阻锈 剂 ; 掺 合 料 ; 水 泥 砂
3、浆 Ab s t r a c t : T h e mo r t a r r e s i s t a n c e t o c h l o ri n e i o n p e r me a b i l i t y a n d p o l a riz a t i o n p o t e n t i a l o f r e i n f o r c e d mo rt a r h a v e b e e n me a s u r e d , t h e i n f l u e n c e r u l e s o f mo rt a r c h l o r i n e s a l t c o r r o s
4、 i o n r e s i s t a n c e b y c o r r o s i o n i n h i b i t o r a n d mi n e r a l a d mi x t u r e s a r e r e s e a r c h e d T h e r e s u l t s s h o w t h a t t h e r e b a r i n mo r t a r p r e s e n t s e x c e l l e n t c h l o rin e s a l t c o r r o s i o n r e s i s t a n c e wh e n a
5、 d d i n g 1 5 e t h a n o l a mi n e a n d 0 5 t r i e t h a n o l a mi n e ; mo r t a r s p e c i me n wh i c h c o mp o u n d mi x i n g 2 0 s l a g a n d 1 0 fl y a s h ,t h e c h l o r i n e s a l t e r o s i o n r e s i s t a n c e p r o p e rt y i s s u p e rio r t o s p e c i me n s w h i c
6、h mi x i n g c e me n t , s l a g a n d fl y a s h s e p a r a t e l y Ta k i n g e t h a n o l a mi n e a n d t r i e t h a n o l a mi n e a s c o mp o u n d c o r r o s i o n i n h i b i t o r , d o u b l e mi x i n g s l a g a n d fl y a s h ,c h l o rin e s a h c o r r o s i o n r e s i s t a n
7、c e o f c omp o un d mo rta r t u r ns o u t t h e b e s t p r o pe r t y ,a n d ha s n o o b v i o u s e f f e c t o n me c ha n i c a l pr o pe r t y ,wh i c h c a n a pp l y t o r e p a l nn g c o rro s i o n c o nc r e t e s t r uc t u r e Ke y wo r d s : C h l o rin e s a l t c o rro s i o n ;
8、C o r r o s i o n i n h i b i t o r ; Ad mi x t u r e s ; C e me n t mo rt a r 中图分类号 : T Q1 7 7 6 文献标 识码 : A 文章 编号 : 1 0 0 0 4 6 3 7 ( 2 0 1 4 ) O 9 1 5 一 O 5 0前 言 随着我 国公路 、 桥涵 、 铁路等土木工程 的大 规 模 建设 钢筋混凝 土作 为主要工 程结构材料 , 耐久 性 问题 日益凸显【 。美国 Me h t a教授将钢筋锈蚀列 为耐久性劣化 的首要原因 3 1 , 氯盐侵蚀 、 碳化 、 硫 酸 盐 侵蚀 、 冻 融 循
9、 环等 行 为 直接 或 间接 影 响着 钢 筋 性 能。其 中, 氯盐锈蚀 由于病害程度严重、 劣化方式多 样 , 成为 影响 钢筋 锈蚀 性 能 的主要 因素 。 抑制氯盐锈蚀的主要措施包括 电化学除盐 、 环 氧涂层钢筋 、 混凝土表面防护涂层等17 , 而在钢筋混 凝土中添加阻锈剂被认为是合理有效 、 简单易行的 技术方法 。目前市售阻锈剂主要包括掺人型与渗透 型两类 8 _ l 0 】 , 如亚硝酸盐 、 磷酸盐、 氨基醇等 。但部分 阻锈剂存在性能参差不齐 、 功能稳定性差 、 价格高 昂等问题 限制 了阻锈剂在钢筋混凝土工程 中的大 规模 应 用 。本 文通 过研 究 市售 阻锈
10、 剂 、 乙醇胺 、 三 乙 基金项 目: 中交股 份科技研 发项 目( 2 0 1 2 一 Z J K J 一 0 3 ) ; 陕 西省 工业攻关项 目( 2 0 1 3 K 0 9 3 9 ) 。 醇胺 的阻锈性能 , 以及矿物掺合料矿渣粉 、 粉煤灰 对砂浆防腐性能的影响规律 , 优化防腐 阻锈砂浆配 比 为锈蚀混凝土修复砂浆的研发提供指导。 1 试 验 1 1 原 材料 陕 西某水 泥 厂 生产 的 4 2 5级普 通硅 酸 盐水 泥 , 其物理性质见表 1 。 矿物掺合料选用 陕西某铁厂水淬矿渣经磨 细 而成的碱性矿渣粉 ,比表面积 4 1 0 m Z k g ,表观密度 2 8 2
11、 g c m。 , 2 8 d活性指数 1 1 4 9 ; 陕西韩城发电厂生 产 的 级 粉 煤 灰 ,比表 面 积 4 6 0 m 2 k g ,表 观 密 度 2 1 1 g c m 。 阻锈剂采用某外加剂厂生产 的粉末状 掺入型 阻锈剂一 Z X J , 乙醇胺 、 三 乙醇胺均为市售分析纯试 剂 液态 ; 减水剂采用陕西某外加剂有限公司生产 的 HS P N G X型萘系高效减水剂 , 呈棕黄色粉末状 , 减水 率 为 2 3 : 8 。 细骨料 为西安灞 河 中砂 , 细度模 数 2 9 l , 表观 一 1 5 2 0 1 4年第 9期 混凝土与水泥制品 总第 2 2 1 期 密度
12、 2 6 3 g c m , 含泥量 、 颗粒级配等符合标准要求。 1 2试 验方法 1 2 1 试验 配 比 试 验 以 m腔 凝 材 料 : m 砂 : m 水 = 1 : 2 : 0 3 7为 基准 配 比 , 保持 O 3 7水胶 比固定不变 , 分别掺入 2 z X J 、 2 乙 醇胺 、 1 5 乙醇胺, 0 5 三乙醇胺作为阻锈剂 ,胶凝 材料 中内掺 3 0 矿渣粉 、 3 0 粉煤灰 、 2 0 矿渣粉 1 0 粉煤 灰 ( 掺量 均 为 占胶 凝 材料 比重 ) , 依 据 J C J rr 7 0 2 0 0 9 ( 建筑砂浆基本性能试验方法标准 , 控制 砂浆稠度保持
13、在 7 0 9 0 ra m范围内, 制备砂浆及包裹 钢筋砂浆试件 用 于抗氯盐锈蚀性能测试 , 各组砂 浆配合比如表 2所示 。 1 2 2 抗氯 离 子渗透 性试 验 砂浆抗氯离 子渗透性能参照 D I 5 1 2 6 2 0 0 1 聚合物改性水泥砂浆试验规程 进行 , 制备 4 0 m mx 4 0 m mx 1 6 0 ra m的砂浆试件 ,放入静水中养护 7 d后 置 于标 准养 护室 内养 护至 2 8 d 。 将 浇 筑 面 、 底 面 及 两 端 用 石 蜡 密 封 , 露 出 砂 浆 试 件两侧面 , 在室温 ( 2 0 2 ) C 条件下浸泡在 5 氯 化钠溶液中 :分别
14、浸泡 3 d 、 7 d 、 2 8 d时取 出试件 , 分 段劈开砂浆试件 在断面喷洒 0 1 m o l L的硝酸银溶 液 , 测定砂浆在不 同试验龄期的氯离子侵蚀深度。 1 2 3 极化电位试验 测试包裹钢筋砂浆的极化 电位 , 参照 J 5 3 7 2 0 0 4 ( 钢筋混凝土阻锈剂 中的硬化砂浆法 , 砂浆拌 合 用水 中掺 入 0 5 氯化 钠 ,制备 3 0 ramx 3 O m mx 9 5 ra m 的砂 浆试 件 内部包 裹 7 mm 的光 圆钢筋 , 标 准养 护 3 d 。 在钢筋端头焊接导线 , 试件两端涂覆环氧树脂 绝缘 , 完成钢筋砂浆 电极制备 ; 将砂浆 电
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