热浸镀锌层在不同pH值饱和Ca(OH)2溶液中的腐蚀行为.docx

热浸镀锌层在不同 pH 值饱和 Ca(OH _2 溶液中的腐蚀行为钢筋混凝土结构的过早失效大多是由于其中的钢筋腐蚀所致 混凝土中存在孔隙 , 孔隙液主要为饱和的Ca (OH ₂ 溶液 ,pH 值一般在12¹3.5 之间 , 钢筋处于钝化状态当混凝土碳化 ( 空气中的二氧化碳通过混凝土中的毛细孔道, 与混凝土孔隙液中的 Ca (OH ₂ 进行中和反应生成 CaCO3 时, 孔隙液 pH 值下降 ， 钢筋处于非钝化状态, 腐蚀加快热浸镀锌是保护混凝土钢筋的重要方法之一, 在国内外已有较多的应用和研究， 但对孔隙液pH 值变化后 ， 热镀锌层和植入混凝土时生成保护作用的锌酸钙( CaHZn 膜层的变化及其腐蚀规律的细节尚不太清楚本文以 pH 值 9¹3.5 的饱和 Ca (OH ₂ 溶液模拟混凝土孔隙液 , 系统地研究了热浸镀锌层在这些模拟孔隙液中的腐蚀行为 , 对浸泡 后的试样进行塔菲尔线性极化和电化学阻抗谱测试分析 , 同时对不同状态下的腐 蚀产物进行 SEM 观察微观组织形貌、 EDS 成分测定及X 射线相分析分析 ， 系统地 研究了热浸镀锌层和覆盖锌酸钙的热镀锌层在不同 pH 值模拟混凝土孔隙液中浸泡过程中的腐蚀产物的形成规律、显微结构、溶解转化规律和电化学腐蚀特点。

研究表明 ： 热镀锌层在 pH 为 12.5 的模拟孔隙液中生成致密的锌酸钙保护层 , 锌酸 钙的稳定性与孔 隙液的 pH 值密切相关当 pH 值为 9¹2 时 ， 随着 pH 降低和浸泡时间增加 ， 锌层上 CaHZn减少而 Zn ( OH ₂ 增加 (Zn (OH ₂ 经干燥脱水可转变为ZnO , 当 pH 值为 9 时， 覆盖层可全部转化为 Zn (OH ₂; 当 pH 为 12¹3 时, 锌层表面生成少量片状的锌酸钙膜； 试样的自腐蚀电流icorr随锌酸钙增多而减小 ; 上述情况下锌层均处于钝化状态, icorr 小于或接近0.1 P A/cm2;随着 CaHZn 减少和 Zn (OH ₂ 增加，极化电阻(Rpp 膜 层电阻（Rc）、穿透电阻（Rct）和扩散电阻（WS均降低；当pH值为12.5^{v/sup>13.5 时 ， 随 pH 升高和浸泡时间增加 ， 锌酸钙溶解但不生成Zn （OH₂ 覆盖 ,残留的锌酸钙随pH 升高而迅速减少 ， 当 pH 值为 13.5 ， 锌层表面不生成保护膜，icorr显著增到102 P A/cm2,腐蚀显著加快。}

对于在上述模拟孔隙液中浸泡的已覆盖锌酸钙的热镀锌层 ， 随 pH 降低和浸泡时间增加 ， 锌层上锌酸钙减少而 Zn （ OH ₂ 增加 ， 当 pH 值为 9 时 ， 覆盖层可全部转化为 Zn（ OH ₂; 随着锌酸钙减少和 Zn （ OH ₂ 增加 , 极化电阻（Rp）、膜层电阻（Rc）、穿透电阻（Rct）和扩散阻抗（W9均降低，而自腐蚀电流密度icorr增大 , 但icorr仍接近钢筋钝化临界值0.1 P A/cm2当 pH 值大于 12.5 ， 锌酸钙逐渐溶解， 腐蚀加快情况与热镀锌层相似当混凝土发生碳化 , 混凝土孔隙液pH 值降低 , 只要 pH 值小于 13,热浸镀锌层和覆盖锌酸钙的热镀锌层均具有很高的耐蚀性 , 能够保护钢筋数十年免遭腐蚀破坏; 但在采 用高碱度水泥 ,pH 值大于 13 的混凝土孔隙液中 ， 热浸镀锌层和覆盖锌酸钙的热镀锌层的耐蚀性显著下降 , 不能对钢筋提供有效地防腐保护故热浸镀锌钢筋在采用非高碱度水泥的混凝土时具有低成本、 高抗蚀防腐保护的特点,值得在实际生产中推广。