钝化膜微结构对混凝土中钢筋锈蚀的影响

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1、TU5公开分类号：____________密级：______________ＵＤＣ：_____6_2_4_____单位代码：___1_1__6_4__6_____硕士学位论文论文题目：钝化膜微结构对混凝土中钢筋锈蚀的影响学号：_______1_5_1_1_0_8_3_4_1_4_________姓名：_________耿__俊__迪____________专业名称：_________结__构__工__程__________学院：____建__筑__工__程__与__环__境__学__院_____指导教

2、师：______柳__俊__哲____教__授_________论文提交日期：2018年06月25日AThesisSubmittedtoNingboUniversityfortheMaster’sDegreeEffectofpassivemembranemicrostructureoncorrosionofreinforcingbarinconcreteCandidate:JundiGengSupervisors:ProfessorJunzheLiuFacultyofArchitectural，Civ

3、ilEngineeringandEnvironmentNingboUniversityNingbo315211，ZhejiangP.R.CHINAJun25，2018独创性声明本人郑重声明：所呈交的论文是我个人在导师指导下进行的研究工作及取得研究成果。尽我所知，除了文中特别加以标注和致谢的地方外，论文中不包含其他人已经发表或撰写的研究成果，也不包含为获得宁波大学或其他教育机构的学位或证书所使用过的材料。与我一同工作的同志对本研究所做的任何贡献均已在论文中做了明确的说明并表示了谢意。若有不实之处，本人愿

4、意承担相关法律责任。签名：___________日期：____________关于论文使用授权的声明本人完全了解宁波大学有关保留、使用学位论文的规定，即：学校有权保留送交论文的复印件，允许论文被查阅和借阅；学校可以公布论文的全部或部分内容，可以采用影印、缩印或其他复制手段保存论文。（保密的论文在解密后应遵循此规定）签名：___________导师签名：___________日期：____________宁波大学学位论文钝化膜微结构对混凝土中钢筋锈蚀的影响摘要钝化膜是防止钢筋锈蚀的主要屏障，导致钢筋锈蚀

5、的影响因素较多，包括混凝土内钢筋的合金成分、表面状态、铁相组成等材料因素，以及氯离子浓度、混凝土的渗透性、溶液的pH值、湿度和温度等环境因素[1~2]。钢筋表面钝化膜的特性，即通常所述的钝化膜厚度、组成成分及稳定性均受极化时间、极化电位、介质中离子浓度的影响，而钝化膜的微结构特征与钝化时间和电位等相关。因此，钢筋腐蚀的原因最终归结于钝化膜组成与结构的变化。为此，明确碳化和氯盐腐蚀作用下钝化膜的失效过程，阐明腐蚀因子作用下钢筋钝化膜破坏机制，从而改善混凝土中钢筋表面的致钝环境，是一个需要解决的重要内容[

6、3]。本文从影响混凝土中钢筋钝化膜结构的关键要素为切入点，通过XRD和XPS等方法研究在碳化与氯盐腐蚀作用下内掺亚硝酸钠对钢筋表面钝化膜成分和微结构特征，为优化钢筋表面氧化皮的组成来改善混凝土中钢筋阻锈性能提供理论基础。结果表明，在模拟溶液中内掺NaNO2的钢筋钝化膜主要成分为FeOOH、FeO和Fe3O4，外层主要以FeOOH为主，内层FeO和Fe3O4为主，同时NaNO2不参与钝化膜的组成，但参与钝化膜生成的反应过程，产生铁酸钠和亚铁酸钠两种中间产物，这两种物质反应后生成Fe3O4；钝化膜中有Fe

7、OOH的原因是钢筋表面形成完整的钝化膜后，阻碍了“外界”物质与钝化膜内部的单质铁进一步反应。且溶液中的铁酸钠在水溶液中易水解生成氢氧化铁，水解后生成的FeOOH就聚集在了钝化膜更外层，慢慢积累形成了钝化膜的“双层结构”；在氯盐条件、碳化条件和氯盐和碳化复合条件的三种环境下，随着亚硝酸盐掺量的增加，钢筋钝化膜内外层的FeO和Fe3O4的生成量均增加，外层FeOOH含量减少，但主要仍然以FeOOH为主。氯盐环境、碳化环境下的FeO和Fe3O4最终的生成量要比复合作用下的生成量多，且表面处FeOOH的生成量

8、要少于复合作用下的FeOOH生成量；在大阴极小阳极的氯离子浓差条件下钢筋锈蚀的严重程度要比小阴极大阳极的氯离子浓差条件下钢筋锈蚀严重程度大，且氯离子浓差越大，钢筋锈蚀程度越严重。锈蚀状况最严重的的主要体现在浓差交界处，阴阳极氯离子浓差越大，钢筋表面坑蚀现象越严重，且阳极腐蚀程度比阴极严重。在小阴极大阳极的氯离子腐蚀条件下，钢筋的锈蚀表面分部较均匀，即均匀腐蚀居多，钢筋表面靠近空气的外侧比靠近混凝土的内侧锈蚀更严重。关键词：钢筋混凝土，碳化，氯离子，钝化膜