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中国腐蚀与防护学报  2015, Vol. 35 Issue (5): 467-473    DOI: 10.11902/1005.4537.2014.191
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聚合物改性砂浆中钢筋的电化学行为及聚合物改性混凝土抗Cl-渗透性
吕晨曦,魏英华(),李京,孙超
 
Electrochemical Characteristics of Rebar in Polymer-modified Mortar and Resistance to Chloride Ion Penetration of Polymer-modified Concrete
Chenxi LV,Yinghua WEI(),Jing LI,Chao SUN
Institute of Metal Research, Chinese Academy of Sciences, Shenyang 110016, China
全文: PDF(1378 KB)   HTML
  
摘要: 

采用电化学阻抗法 (EIS)、线性极化法 (LP) 与腐蚀电位法研究了钢筋在聚合物改性砂浆 (PMM) 中的电化学行为并与在普通砂浆 (CM) 中对比。结果表明,聚合物改性砂浆中钢筋表面双电层传递电阻较普通砂浆中增长慢但养护后期双电层传递电阻较大；聚合物改性砂浆中钢筋的腐蚀电位较在普通砂浆中更低；线性极化法的测试结果与电化学阻抗法接近；采用快速Cl-迁移系数法 (RCM) 研究了聚合物改性混凝土 (PMC) 的抗Cl-渗透性能,并比较了不同配比聚合物改性混凝土的力学性能。结果表明,聚合物改性混凝土的抗Cl-渗透性与力学性能较普通混凝土都有大幅提高。
关键词 ： 聚合物改性砂浆,  Cl-,  渗透性,  电化学阻抗谱    
Abstract：

The electrochemical characteristics of rebar in a polymer-modified mortar (PMM) and a common mortar (CM) were comparatively studied by means of electrochemical impedance spectroscopy (EIS), linear polarization (LP) and open circuit potential measurements. The result showed
that the formation rate of passive film on the rebar steel in PMM was slower than that in CM. After the passive film was completely formed, the impedance of the rebar steel in PMM was larger than that in CM. The effect of polymer modification on the resistance to chloride ion penetration of polymer-modified concret (PMC) was evaluated by rapid chloride diffusion coefficient method (RCM)and which on the mechanical property of PMC was also examined. It showed that the addition of polymer can clearly enhanced the resistance to chloride ion penetration and also the mechanical property of the modified concrete.
Key words： polymer-modified mortar    Cl-    penetration    electrochemical impedance spectroscopy
    
ZTFLH:     
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吕晨曦
魏英华
李京
孙超

引用本文:

吕晨曦, 魏英华, 李京, 孙超. 聚合物改性砂浆中钢筋的电化学行为及聚合物改性混凝土抗Cl-渗透性[J]. 中国腐蚀与防护学报, 2015, 35(5): 467-473.
Chenxi LV, Yinghua WEI, Jing LI, Chao SUN. Electrochemical Characteristics of Rebar in Polymer-modified Mortar and Resistance to Chloride Ion Penetration of Polymer-modified Concrete. Journal of Chinese Society for Corrosion and protection, 2015, 35(5): 467-473.

链接本文:

https://www.jcscp.org/CN/10.11902/1005.4537.2014.191      或      https://www.jcscp.org/CN/Y2015/V35/I5/467

图1  聚合物改性砂浆和混凝土拌合流程图
Classification Polymer/Cement Water/Cement Sand/Cement Gravel/Cement Defoamer/Polymer
PMM 0 0.4 2 --- ---
0.15 0.4 2 --- 0.01
PMC 0 0.4 2 3.2 ---
0.03~0.15 0.4 2 3.2 0.01
表1  PMM/PMC配合比
图2  RCM实验装置图
图3  CM试块中钢筋的Nyquist图和Bode图
图4  PMM试块中钢筋的Nyquist图和Bode图
图5  钢筋在CM和PMM中的等效电路
Dosage of polymer RS / Ωcm2 R1 / Ωcm2 Q1 / Fcm-2 n1 R2 / Ωcm2 Q2 / Fcm-2 n2 Ecorr / %
0 1.245×10-2 2040 8.82×10-7 0.410 4.06×106 2.29×10-5 0.887 3.946×10-2
0.15 0.01 2654 1.59×10-7 0.590 6.37×106 2.14×10-5 0.920 5.114×10-3
表2  EIS拟合结果
图6  CM中钢筋阻抗谱随时间变化
图7  PMM中钢筋阻抗谱随时间变化
Time CM PMM
d R2 / Ωcm2 Q2 / Fcm-2 n2 R2 / Ωcm2 Q2 / Fcm-2 n2
2 3.82×105 3.46×10-5 0.870 1.36×105 5.33×10-5 0.821
7 1.27×106 2.94×10-5 0.869 4.39×105 4.58×10-5 0.870
10 1.93×106 2.81×10-5 0.865 7.50×105 4.54×10-5 0.867
14 4.12×106 2.48×10-5 0.885 9.80×105 4.26×10-5 0.880
21 3.98×106 2.46×10-5 0.882 1.83×106 3.28×10-5 0.890
28 4.03×106 2.46×10-5 0.882 4.56×106 2.49×10-5 0.913
35 4.06×106 2.29×10-5 0.887 6.37×106 2.14×10-5 0.921
表3  CM和PMM钢筋表面EIS拟合结果
图8  钢筋在CM和PMM中R2变化规律比较
图9  线性极化法与电化学阻抗谱法所测阻抗的比较
图10  CM和PMM中钢筋的腐蚀电位
图11  不同掺入量聚合物改性混凝土的Cl-迁移系数
图12  聚合物改性混凝土的轴心抗压强度及抗折强度
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