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FDCI钢筋阻锈剂      
FDCI钢筋阻锈剂

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产品名称: FDCI钢筋阻锈剂 [钢筋阻锈剂
产品型号: FDCI
产品价格:
添加时间: 2013/5/4 17:21:41
浏览次数: 1690
关 键 词: FDCI钢筋阻锈剂
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  钢筋锈蚀是当今世界影响钢筋混凝土耐久性的最主要因素,导致钢筋混凝土建/构筑物的服役性能退化乃至失效破坏,已成为全世界普遍关注并日益突出的一大灾害。当今世界上,混凝土破坏原因按重要性递降顺序分别是:钢筋锈蚀、寒冷气候下的冻融破坏、侵蚀环境的物理化学作用。

2 钢筋锈蚀对混凝土结构性能的影响
钢筋锈蚀对混凝土结构性能的影响钢筋锈蚀对钢筋混凝土结构性能的影响主要体现在三个方面:
1)钢筋锈蚀使钢筋截面减小,从而使钢筋承载能力下降,极限延伸率减小;
2)钢筋锈蚀产物Fe (OH) 3·3H2O的体积相对于Fe而言可以膨胀6. 4倍左右(见图1),体积膨胀产生的压力可使混凝土产生顺筋开裂,严重时可使混凝土保护层剥落;
3)钢筋锈蚀使钢筋与混凝土之间的粘结力下降,破坏了钢筋和混凝土协同工作的基础,使结构的可靠度降低。

3 钢筋锈蚀机理和防治措施
未被腐蚀的混凝土对其内部的钢筋具有良好的保护作用,这是因为混凝土呈强碱性,其pH 值约为12~13,在这种强碱性环境中,钢筋表面形成一层致密的氧化膜(厚度约为20Å~60Å的水化氧化物nFe2O3·mH2O) ,使钢筋处于钝化状态不被腐蚀。但是,如果钢筋表面的钝化膜由于某种原因遭到破坏,则在适宜的条件下钢筋就会发生锈蚀。锈蚀反应原理如图2 所示。

阳极反应:
Fe ——Fe2 + + 2e                                           (1)
Fe2 + + 2OH- ——Fe (OH) 2                                   (2)
Fe (OH) 2 + 1/2H2O + 1/4O2—— Fe (OH) 3                                 (3)
阴极反应:
2H+­+ 2e—— H2                                            (4)
O2 + 2H2O + 4e - ——4OH-                                   (5)
Fe (OH) 3 在潮湿环境下与H2O 反应生成Fe (OH) 3·3H2O,这个过程会发生体积膨胀(见图1),表面混凝土在膨胀压力下就会开裂,进一步加剧钢筋的腐蚀,最终导致钢筋混凝土结构的破坏。
防止钢筋腐蚀的技术措施可归纳为两大类。一种是提高混凝土自身的防锈能力,如使用密实度高和抗渗能力强的高性能混凝土;另一种称作“附加措施”,主要包括:混凝土外涂层、使用特种钢筋(如环氧涂层钢筋、不锈钢钢筋等)、采取阴极保护措施及掺加钢筋阻锈剂。FDCI钢筋阻锈剂属于后者。

4 钢筋阻锈剂的分类及作用机理
4.1阳极型
阳极型阻锈剂作用于“阳极区”,能够阻止和减缓电极的阳极反应过程,从而达到抑制钢筋锈蚀的目的。典型的阳极型阻锈剂有铬酸盐、亚硝酸盐、钼酸盐等,这些物质大都具有氧化作用,能够在钢铁表面形成“钝化膜”。近年来应用较多的亚硝酸钙不存在上述负面影响,且阻锈效果优于钼酸盐、铬酸盐等。
亚硝酸根离子的阻锈机理是通过反应式(6)在钢筋表面产生新的稳态钝化膜,NO-2是在OH-参与的条件下与阳极产物Fe2+反应生成钝化膜γ-2Fe2O3。反应机理如式(7)所示,在有Cl-存在的情况下,反应生成的钝化膜为γ-2FeOOH。实际上,OH-与NO-2对钝化膜的修复与氯离子对钝化膜的破坏在一定浓度条件下达到某种动态平衡,这种平衡决定钢筋的电化学行为,即钝化或腐蚀。因此,亚硝酸盐的阻锈效果与[Cl-]/[NO-2]值密切相关,其掺量应足以对付氯离子浓度的不断增加和亚硝酸根离子的消耗。在这两个反应式中可以发现,在亚硝酸盐发挥作用的过程中,OH-是不可或缺的离子。有研究表明,在含氯离子的混凝土中,原来足以起到阻锈作用的亚硝酸盐浓度,由于混凝土碳化导致孔溶液OH-浓度的降低而失去阻锈作用。
2Fe2++ 2OH- + 2NO-2——2NO +γ-2Fe2O3 + H2O                    (6)
Fe2++ OH- + NO-2——NO +γ-2FeOOH                            (7)
4. 2 阴极型
阴极型阻锈剂的作用原理有“成膜说”“吸附说”等,一般认为,阴极型阻锈剂能够与液相中的某些离子发生反应生成难溶的盐,在“阴极区”形成膜或吸附于阴极表面,从而阻止或减缓电化学反应的阴极过程。
4. 2. 1 磷酸盐类阻锈剂
单氟磷酸钠(Na2PO3 F/ MFP)是一种水剂型(质量分数在10%~20%)阴极阻锈剂,其阻锈机理普遍认为是PO3F-迁移到钢筋附近,通过与混凝土中含钙化合物反应生成不溶性的磷灰石(Ca5 (PO4) 3 F),覆盖在钢筋表面阻止氧气的进入,从而抑制阴极反应的发生。
4. 2. 2 氨基醇阻锈剂
氨基醇是国外已有应用的阴极型防腐剂,它是通过限制离子在阴极区的运动,隔离有害离子使之不与钢筋接触而达到防腐的目的。单纯的氨基醇类防腐剂虽然能够在一定程度上阻止有害离子进入钢筋表面,但对钢筋本身的保护还不够。由于混凝土收缩或在外力作用下混凝土产生开裂,钢筋可能与有害物质直接接触时,还是存在钢筋锈蚀的可能性。
4. 2. 3 脂肪酸酯阻锈剂
脂肪酸酯是另一种应用较为普遍的阴极型阻锈剂。其作用机理是:加入混凝土中以后,脂肪酸酯在强碱性环境中发生水解,形成羧酸和相应的醇。在碱性环境中,这一反应是不可逆的,反应的化学反应方程式为:
RCOOR′+ OH-→RO-2 + R′OH                             (8)
其中,R 和R′分别代表不同的烃基。
酸根负离子很快与钙离子(Ca2+)结合形成脂肪酸盐,脂肪酸盐在水泥石微孔内侧沉积成膜。这层膜能够改变毛细孔中液相与水泥石的接触角,在表面张力作用下把孔中水向外排出,并阻止外部水分进入混凝土内部。因此,脂肪酸盐能够减少进入到混凝土内部有害物质的量,大大延长钢筋表面氯离子浓度达到临界值的时间,提高混凝土的使用寿命。
4.3混合型
混合型:将阴极型、阳极型、提高电阻型、降低氧的作用等的多种物质合理配搭而成的阻锈剂。FDCI属于此类钢筋阻锈剂,由无机与有机阻锈及其它改性剂复合而成,克服了单一型阻锈剂的缺点,对于产生钢筋锈蚀的阴极和阳极反应均有良好的抑制作用。

5结语
钢筋锈蚀成为影响钢筋混凝土结构耐久性的主导因素,对于重大基础工程需要坚持“以防为主”的原则。在高性能混凝土的基础上掺加钢筋阻锈剂,是长期保护钢筋不发生腐蚀破坏、保证结构设计寿命的最简单、最经济且效果良好的技术措施。

 

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