亚硝酸钙在钢筋混凝土中的防腐蚀作用

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钢筋混凝土基础钢筋的锈蚀原因及防护研究

钢筋混凝土基础钢筋的锈蚀原因及防护研究摘要：随着我国建筑业的发展，建设中的钢筋砼基础耐久性和安全性引起人们的关注，而钢筋的锈蚀是影响耐久性和安全性的重要因素。

由于耐久性不足而非力学因素造成力学破坏现象，有的不得不大修、拆除或者加固，有的甚至因钢筋锈断而倒塌，造成人员伤亡、财产损失［1］。

本文主要是对基础钢筋的锈蚀原因做了分析以及针对钢筋的锈蚀提出了相对应的解决办法。

关键词：钢筋混凝土基础、耐久性、钢筋锈蚀、防锈蚀钢筋混凝土结构的耐久性问题一直没有得到很好的解决，为此这方面的研究日益受到建筑工程人员的重视。

外界环境的侵蚀，会使混凝土保护层受损、开裂和剥落从而使砼保护之下的钢筋暴露出来，产生锈蚀，钢筋锈蚀是影响钢筋混凝土结构耐久性和使用寿命的最重要的因素严重制约了我国的经济发展［2］。

特别是我国的东部沿海地区，砼基础钢筋受到腐蚀的更为严重。

因此，对钢筋的锈蚀和防护的研究，是近年来建筑界一个重要的研究课题。

1.钢筋混凝土基础钢筋锈蚀原因分析：1.1混凝土的碳化作用混凝土的碳化是混凝土所受到的一种化学腐蚀。

空气中ＣＯ２气渗透到混凝土内，与其碱性物质起化学反应后生成碳酸盐和水，使混凝土碱度降低的过程称为混凝土碳化，其化学反应为：Ｃａ（ＯＨ）2＋ＣＯ2＝ＣａＣＯ3＋Ｈ2Ｏ。

水泥在水化过程中生成大量的氢氧化钙，使混凝土空隙中充满了饱和氢氧化钙溶液，其碱性介质对钢筋有良好的保护作用，使钢筋表面生成难溶的Ｆｅ2Ｏ3和Ｆｅ3Ｏ4，称为钝。

碳化后使混凝土的碱度降低，当碳化超过混凝土的保护层时，在水与空气存在的条件下，就会使混凝土失去对钢筋的保护作用，钢筋开始生锈。

可见，混凝土碳化作用一般不会直接引起其性能的劣化，对于素混凝土，碳化还有提高混凝土耐久性的效果，但对于钢筋混凝土来说，碳化会使混凝土的碱度降低，同时，增加混凝土孔溶液中氢离子数量，因而会使混凝土对钢筋的保护作用减弱。

1.2氯离子的侵蚀作用在水泥水化过程中生成大量的Ca(OH)2，使混凝土孔隙中充满饱和的Ca(OH)2溶液，其pH值大于12，钢筋在碱性介质中，表面能生成一层稳定致密的氧化物钝化膜，使钢筋难以锈蚀。

亚硝酸钙在预应力孔道压浆中的应用研究

物中．
假如预应力孔道中有游离水的存在，在低温冻
胀后，沿预应力孔道方向出现不可恢复的裂缝．如果在裂缝处渗水，钢筋失去碱性水泥石的保护而产
寿命１００年．亚硝酸钙的分子式为Ｃａ（ＮＯ），分子量１３２，亚硝酸钙是一种用于混凝土工程施工的新型外加剂，它具有早强、防冻、阻锈作用．
摘
要：预应力混凝土桥梁孔道内压浆不密实、泌水是影响结构的极限承载能力和结构的耐久
性的重要因素之一．杜绝浆体泌水，配合比的优化即是摆在广大试验人员面前重要任务．本文结
合富锦至绥滨松花江公路大桥工程建设实际，介绍了在水泥浆中掺入亚硝酸钙来优化浆体．通过
张立光：亚硝酸钙在预应力孔道压浆中的应用研究
２３５
率为２％，２４小时完全被浆体吸收．由于试验室在
在于管道高点处，造成冻胀．因而工程需要无泌水、稠度在１０—１７ｓ凝结时间缩短的优质水泥浆．在新版桥规（ＪＴＪ０４１ —２０１１）中，水泥浆稠度、泌水率都
交替冷冻和长期冷冻试验，得出的结论是：掺入适量亚硝酸钙可消除孔道内的游离水和促进浆体
早凝、早强是提高耐久性和抗冻性的途径之一．关键词：亚硝酸钙；孔道压浆；泌水；抗冻性
中图分类号：ＴＵ７５５．６

亚硝酸钙钢筋混凝土阻锈剂的应用探讨

亚硝酸钙钢筋混凝土阻锈剂的应用探讨摘要：通过对亚硝酸钙的研制与现状分析，说明了亚硝酸钙钢筋混凝土阻锈剂的应用机理与作用，阐述了与现阶段使用的亚硝酸钠混凝土阻锈剂相比的优点，结果表明亚硝酸钙是一种有效的阳极型钢筋混凝土阻锈剂。

关键词：亚硝酸钙；钢筋混凝土；氯离子腐蚀；阻锈剂在实际工程作业中,经常把阻锈剂添加到混凝土中来防止钢筋的腐蚀。

使用阻锈剂的优点是便于操作且具有经济优势,它能够均匀的分散在混凝土中,对所有的钢筋表面提供保护。

因此，好的阻锈剂必须具备两个重要的特征,即最大限度的降低钢筋的腐蚀速率,并且不影响混凝土的强度性质。

而亚硝酸钙作为阻锈剂不仅能够有效地保护钢筋，更能阻止水性介质进入混凝土内部，有效增强了混凝土抗渗透能力，延缓了混凝土的本身老化过程，使混凝土更具有耐候性、耐腐蚀性、抗冻性。

一、亚硝酸钙的研制和应用现状“亚硝酸钙”产品是经氨氧化生成氮氧化物气体与氢氧化钙溶液吸收经过滤、干燥而得的化工产品，目前该产品在我国处于开发应用阶段。

国际上生产此产品的也只有美国和俄罗斯，该产品主要用于混凝土工程施工和混凝土阻锈剂，具有早强、防冻、阻锈、防锈的良好效果，其他行业的使用，也处于开发推广中。

目前，我国在混凝土施工中，因砂子、石子、水泥中含碱量高，使已建成的许多重点混凝土工程出现破坏，如北京的十大建筑，京津地区一些立交桥，东北丰满大坝，一些高等级公路和铁路轨枕等，这些工程远远达不到设计寿命，在使用10-15年，甚至5-10年就产生破损需要修复，其破坏原因据科学论证，“碱-骨料反应”是其主要因素。

为了防止“碱-骨料反应”，在有一定碱活性集料的混凝土中，就必须限制总含碱量。

而我国过去常用于混凝土防冻剂中的防冻组分和早强组分的选材多为亚硝酸钠，硫酸钠等，使用这些品种给混凝土中引入大量的氧化钠，根据推算由防冻剂带入混凝土中的总碱量达3-17kg/m3，这就给混凝土性能带来了巨大的危害，这种危害被称作是全球性的混凝土建筑中的“癌症”。

天津滨海地区桥梁劣化模式及应对措施

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１８・第０１年１５２３第２７卷１８期０月
山西建筑
在混凝土拌合物中加入Ｊ，剂（蚀剂）以有效阻止混凝＇０ｂｎ缓可
通常情况下，氯盐对混凝土结构的腐蚀主要是通过腐蚀混凝土中的钢筋形成的，但盐冻作用是氯盐对混凝土本体形成的腐蚀作用。
破坏的一种特殊形式。对于污水处理厂的给排水构筑物，面尺寸经常会超出规范平
伸缩缝的允许尺寸，设计上为防止混凝土开裂，有时会要求在混
在天津的大量调查结果表明，如果桥面防水功能不良，由于凝土中添加膨胀剂。不同使用目的下多种添加剂并用时，一定要桥面水下渗，泄水孔外壁缝隙下沿、的翼板下沿、板水流经采取谨慎的态度，梁腹根据施工现场试验结果决定添加剂的种类和配处，以及盖梁顶部等处经常处于潮湿状态，为冻融破坏提供了条比，以期达到最佳的工程效果。件。在和天津地区具有基本相同桥梁形式、气候和使用条件的北另外，试验证明在混凝土中掺用抗氯离子腐蚀和硫酸盐腐蚀京地区有关技术人员曾对北京市政桥梁因化冰盐引起的腐蚀情的防腐剂是抑制微生物腐蚀和地下水腐蚀的有效措施。况进行过比较系统的调查，其结果对研究天津地区桥梁受除冰盐２３严格控制氯离子含量．腐蚀的状况具有同样的指导性：通过对北京地区某些立交桥混 “
腐蚀加剧。
而氯离子本身在钢筋腐蚀过程中并不参加反应，只是不停地强化

海港工程钢筋混凝土腐蚀原因及防护技术措施

１前言
中国新技术新产品
一３９—
关键词腐防
冬季使用的“ 融雪剂 ”化冰盐）渍土（（，盐含较高砂石料和拌合用水的试验研究，确保小于一定钢筋混凝土结构设施是现代使用最广泛的盐分的土壤），等通过混凝土表层渗透到达钢筋值，就可使钢筋长期处于钝态。构筑物之一。目，前我国正处于基本建设高潮时表面，破坏钝化膜而产生腐蚀，大大缩短了使用３．２涂料涂装保护期，随着海洋开发的规模不断扩大，海洋产业，寿命。海洋工程中的钢筋混凝土结构往往３５￣混凝土表面实施涂料涂装保护，可阻止或包括临海工业如大量的港湾码头、海洋跨海大年就出现腐蚀。试验表明，、有无涂装的混凝土减缓环境介质中氯离子的侵人，也起到装饰效桥、以及以旅游和运输业为目的建造的人工岛暴露于海洋大气环境下７年时间，未涂装的其果。但必须解决涂层中的耐碱性和附着力等两和码头正在逐渐增加。另外，国六、我七十年代钢筋腐蚀面积接近８％，而涂装的几乎未被腐方面的问题、受阳光直射部位表面的耐光老化０已建的大量临海码头等设施已将进人腐蚀破坏蚀。问题、以及潮湿表面实施时的湿固化与湿面附的高风险期。这些已建和在建钢筋混凝土设施碱一骨料反应：骨料反应是混凝土中某着力问题。碱一亟需良好的腐蚀控制。这已不单是技术问题，也些活性矿物骨料与混凝土孑隙中的碱性溶液之Ｌ底层涂料（闭漆）封，有低粘度和高渗应具间的反应。碱一骨料反应中，碱与Ｓｉ反应生成透能力，渗透到混凝土内起到封闭孑隙和提Ｏ是关系到国家经济发展的长远利益问题。能Ｌ２海港工程钢筋混凝土结构腐蚀的原因及的碱硅胶会吸收微孑中的水分，Ｌ发生体积膨胀。高后续涂层附着力的作用，是混凝土表面涂装现状当膨胀压力超过硬化水泥浆的抗拉强度时，就保护的关键和质量控制步骤。就耐碱性而言，呋昆当前我国的海港、桥梁、隧道以及海岸工程会引起ｔ凝土开裂破坏。喃树脂优于环氧树脂，耐碱性好的封闭漆有利等海洋工程建没蓬勃发展，使沿海地区钢筋混碱一骨料反应发生的条件有三个：第一，充于涂层长期附着性能。国内海港码头工程中使包外部的用涂层保护的工程实例已较多，但尚未很好解凝土结构的数量迅速增长。然而，我国海洋工程分的水（括混凝土中原有的水和来自钢筋混凝土结构腐蚀也十分严重，经济损失巨水）；，第二限量值以上的ＮＯａＨ浓度（中原决底漆的渗透与附着力问题。早期部分工程在微孔大。据调查，我国２０年海洋腐蚀损失约为有的碱和来自外部的碱）三，中存在反使用几年后，０４；第骨料就出现涂层的析碱、开裂乃至脱落只要切断产生碱一反应的其问题。骨料５０亿元＾民币，占国民生产总值的５０ｏ约％。我应性二氧化硅。国上世纪９年代前修建的海港工程，０一般使用中—个因素，就能抑制碱一骨料反应。南京水利科学研究院分别于１９和９７年１－００２年就钢筋锈蚀严重。－对已有建筑而言，反应性ＳＯ及ＮＯ已ｉ２ａＨ１９年，军獭山驱逐舰码头约１００９９对海３０ｍ和海洋领域的开发对—个国家的发展起到了经存在于其中，可控的因素只有水。有报告显北仑港区２５万吨级矿石装船码头约１０ｍ构２０￣很重要的作用，近年来我国对海洋领域也是越示，在湿度 ≤８％。５时即使发生碱— 骨料反应也不件表面，了Ｆ实施Ｈ系列的呋喃改性环氧封闭底来越重视，大量的新的海洋工程钢筋混凝土结会产生膨胀，么，那通过防止外部水分渗入就可漆环氧煤沥青中间漆与面漆的涂装保护。涂层构物都在兴建中。另外，根据我国海工工程的调以控制碱一骨料反应。性能检验结果表明，涂层附着力（拉开法）－－／混查，目前我国现有的海洋工程钢筋混凝土结构３钢筋混凝土结构防护技术措施凝土本体抗拉强度，常达到２Ｍａ右；通．ｐ左０呋物如码头、桥梁等，已进人中、，许多老期亟需要３．１内掺钢筋阻锈剂喃改性环氧封闭底漆的渗透深度达ｌ３ｍ抗￣ｍ；国内外大量的实践表明，钢筋腐蚀是影响氯离子渗透试验表明，修复。随着我国综合实力以及国际影响力的不未发现任何脱落与开裂断提高，我国在海外承接的海洋工程钢筋混凝钢筋混凝土耐久性的首要、因索。关键混凝土中现象。土结构物的新建和修复工程的项目也越来越钢筋锈蚀破坏，已成为世界性问题。大量研究表所以，海港工程钢筋混凝土中实施涂料涂多。混凝土是复合的人工材料，有多孔性、具显明钢筋阻锈剂对防止和减缓钢筋锈蚀具有独到装保护是一种经济实用的防腐蚀技术措施。但微裂缝结构和较粗糙的表面。由于混凝土和钢的效能。其花费少，使用简便且经济有效，已成涂装质量的控制十分关键，一旦局部存在各种筋的变形性不同，导致结构表面产生较大的变为防止钢筋锈蚀的主要技术措施之一。近年来，缺陷与针孑被氯离子突破，则在一定范围内涂Ｌ形，局部显微裂缝和９￣（１０ｍ）出现９．０￣３ｍ。．钢筋阻锈剂大量应用于海港工程。层的封闭保护作用将会丧失。潮湿面涂装时，设混凝土表面的粗糙度和多孑性，Ｌ为其表面海工混凝土中钢筋的腐蚀，事实上是一种计选材十分关键，因为任何一种封闭底漆在干其阳极反应都在钢筋电解质界燥面与潮湿面的附着力存在明显的差别，吸收水分创造了条件。促使钢筋混凝土腐蚀劣电化学腐蚀，阴、所以，化的原因主要有以下几种：面上发生，若能阻止其中任何一种界面反应，就必要时需辅以其他措施提高构件表面的干燥程中性化：水泥水化产物中含氢氧化钙较多，能抑制腐蚀。如果某种（或某些）化学物质能够度。另外，前市售涂料品种，目均不能有效地克因而混凝土是强碱性的，其孔隙内溶液的Ｐ优先参与并阻止上述两种或其中一种界面反服活动性裂缝，除非是专项设计生产的弹性涂Ｈ≥ １．２。当大气中的Ｃ后变成酸性液体，６Ｏ遇水不应，能长期保持稳定状态，且则用此类化学物质层。因此，实施涂料涂装的钢筋混凝土构件，首断地渗透侵蚀混凝土，Ｐ其Ｈ值逐渐降低，泥就可有效地阻止钢筋锈蚀，这种在混凝土拌制先必须进行控裂设计，至少达到构件在不同工水水化产物发生分解，导致混凝土胀裂、粉化脱过程中掺加少量化学物质（外加剂）过影响况条件下，拉弯区裂缝的缝宽基本不变，，通受以确落，使其强度大大降低。这个过程即中性化。其上述界面电化学反应来阻止钢筋腐蚀的方法是保涂层保护的效果。者，再预制件采取岸上涂装反应如下：Ｏｖ２＋ａ厂ａ０Ｈ０Ｃ＝０Ｃ（ｒＨＯＣ２简便易行的，化学物质（这种外加剂）对钢筋而封闭，则存在吊运安装过程中局部损坏和现场，冻融：在寒冷的地区或季节，混凝土中的水言，就是阻锈剂。按阻锈机理，可分为阳极型，阴补口问题；现浇构件则存在减少海水初期污染分在０以下结冰，￣Ｃ这使得其表面和内部由于冰极型和混合型三类；按材质种类可分为有机类和涂装时机问题；此外涂层设计使用年限通常的体积增大而出现胀裂，温度高时冰融化，反复和无机类两种。以往大规模工程应用的亚硝酸只有１到１年，受阳光直射部位的面漆耐紫０５的冻融使？凝土浅表面由于产生裂纹而变得疏钙，昆属阳极型阻锈剂。苯甲酸钠、重铬酸、氯化亚外线老化设计年限通常不到１年，，继Ｏ届时后松以致脱落。冻融不仅破坏混凝土本身，也使其锡等也是阳极型阻锈剂。近来，开发了大量的有防腐技术措施如何，两者的匹配性如何等问题，中的钢筋失去保护而发生腐蚀。因此，害也是机类阻锈剂，以及有机胺盐类与亚硝酸钠的复这些在设计或组织实施中，冻均应充分考虑。影响钢筋混凝土结构耐久性的重要因素。合阻锈剂。参考文献氯离子侵蚀：土的氯盐（ｌ有两种来混凝ｅ一）内掺亚硝酸钙和复合型亚硝酸钙钢筋阻锈ｆ李常升．１］水利水电工程质量监控与通病防治全源，一是使用了含氯盐的外加剂，如使用海砂，剂，是一种经过长期‘ 试验研究和工程实践的经书】：．北京环境科学出版社，９．１９９施工用水中含Ｃ－１加入含Ｃ－、１的防冻剂等等。再济实用的钢筋保护措施。与预估钢筋周围混凝『黄国兴，２］陈改新．工混凝土建筑物修补技术水就是环境中的氯盐，比如海洋环境、城市立交桥土中氯化物含量相比，过对实际使用的水泥及Ｉ通Ｍ北京：中国水利水电出版社．９．１８９

阻锈剂

阳极型阻锈剂
• 以亚硝酸盐为例，其在阳极作用的表达式为：2Fe2+ + 2OH- + 2NO2- → 2NO +γFe2O3 + H2O • NO2-与Fe2+相互作用生成具有保护作用的钝化膜γ-Fe2O3。当有Cl-存在时，Cl-的破坏作用与NO2-盐的成膜作用同时存在，当 NO2-量大于Cl-量时，抑制反应迅速进行，钝化膜封闭了Cl-离子深入的锈蚀作用，钢筋锈蚀就会停止。但如果NO2-离子不够多，就不能阻止锈蚀作用，相反还会刺激了局部的腐蚀（也叫深孔腐蚀）
前言
自20 世纪80 年代以来，有机阻锈剂因其不会因设计或施工不当造成加速腐蚀和易与其他有机或无机阻锈剂复合使用产生协同作用的重要特性，而作为钢筋阻锈剂得到了快速的发展。本文主要研究了几种有机组分复合后对混凝土中钢筋的阻锈性能的影响，进而确定出掺量低、阻锈效果明显、对混凝土性能无不良影响、环境友好的有机钢筋混凝土阻锈剂。
2、钢筋锈蚀机理 • 钢筋不是单一的金属铁，其中含有碳、硅、锰等各种合金元素和杂质。当钢筋处在介质中，其各组成元素与杂质间电极电位不同，存在着电位差，即在钢筋表面形成许许多多的微电池。一旦具备了腐蚀条件，锈蚀便会发生和发展，因此钢筋的腐蚀过程是一个电化学反应过程。
• 一般情况下，混凝土孔隙中的水分以饱和的氢氧化钙溶液形式存在。在这样的强碱性的环境中以及钢筋使用前要经过“钝化” 处理（即在钢筋表面形成几百“纳米”厚的致密的氧化物膜γ-Fe2O3），因此，在混凝土严密的包裹之下钢筋不容易发生锈蚀。但是，当混凝土中碱度降低或受到有害物质的侵蚀（如钢筋表面的氯盐浓度高于某一临界值）时，钢筋表面的氧化膜收到破坏，呈活化态的钢筋表面开始进行腐蚀反应。

钢筋混凝土阴极保护系统牺牲阳极选用标准

钢筋混凝土阴极保护系统牺牲阳极的选用标准河南汇龙合金材料有限公司2018年8月技术部刘珍钢筋混凝土阴极保护系统中新型一次阳极和二次阳极以及两者的配合使用在研制和实施中的有关结果。

（1）自行研制的一次阳极电流输出能力和耐蚀性较好且加工方便，价格也较便宜。

（2）二次阳极——导电混凝土的电阻率较低，达10～20cm 可以有效地将保护电流铺展开、使钢筋电位分布均匀，扩大了单只一次阳极的保护范围。

（3）在阴极保护系统使用过程中，一次阳极与二次阳极的配合也很为重要，如何有效地将两者结合起来对于整个保护系统的保护均匀性有重大的影响。

1 钢筋阻锈剂1.1 钢筋阻锈剂的开拓与发展世界上钢筋阻锈剂的研究与使用经历了很长的时期。

日本是一个岛国，20世纪50年代就缺乏建筑用河砂，不得不开发利用海砂，既要解决海洋环境中氯盐腐蚀问题，又要设法防止海砂中氯盐对钢筋的侵害。

1973年在冲绳发电站建设工程中，正式大量使用了钢筋阻锈剂。

以后用量猛增，到1980年，每年有160万m3混凝土使用了钢筋阻锈剂(钢筋阻锈剂每年用量约1～1.5万t)。

1982年日本制定了《钢筋混凝土用防锈剂》(JISA6205)工业标准，建设省还发布指令文件(597号文、142号文等)，要求在使用海砂或环境氯盐可能超标时，必须使用钢筋阻锈剂。

原苏联也是使用钢筋阻锈剂很早的国家，1985年出版了《混凝土中钢筋阻锈剂》的专著，并在国标《建筑防腐蚀设计规范》中纳入钢筋阻锈剂内容。

美国以往对钢筋阻锈剂的长期有效性，一直存在较大的争论。

只是在最近15年，钢筋阻锈剂才作为新技术得到迅速发展。

经过较长时间的试验研究和工程应用，美国混凝土学会(ACI)肯定了钢筋阻锈剂的效果，并确认“钢筋阻锈剂、环氧涂层钢筋和阴极保护，是长期有效的防钢筋锈蚀的措施”。

1992年美国公路运输联合会(AASHTO)等三个单位编制并发布的《钢筋混凝土桥梁腐蚀手册》，将钢筋阻锈剂作为桥梁防腐蚀的重要措施之一；美国海军工程服务中心(NFESC)、美国航天局肯尼迪太空中心(NASA KSC)等军工部门，都在大力研究开发和积极采用钢筋阻锈剂，以与“盐害”作斗争。

mci

青年人- 结构工程师考试指南】：摘要: 介绍了钢筋混凝土阻锈剂的基本概念和发展背景．着重分析了迁移性阻锈剂对钢筋电化学性能的影响和阻锈机理，提出了迁移性阻锈剂应用技术的发展前景和有待深入研究的课题关键词: 迁移性阻锈剂钢筋混凝土耐久性对于氯盐侵蚀环境条件下钢筋混凝土耐久性不足所带来的严重的经济损失和资源浪费，桥梁、港口、等一系列的沿海基础设施工程混凝土结构耐久性，特别是海洋氯离子含量较高环境中的耐久性，已是当前函待解决的重大问题，经过几十年的努力，针对不同区域，不同结构部位采取不同的技术防腐措施，这些耐久性措施包括：①从混凝土材料本身的性能出发，全桥采用海工耐久混凝土，以氯离子扩散系数为混凝土耐久性的主要技术指标，尽量采用低水胶比的高性能混凝土（掺加高效减水剂如：博特新材料有限公司生产的高效减水剂—聚羧酸系列）。

②针对不同区域，不同结构部位，设置合理的钢筋保护层厚度，尽量延长氯离子渗透到钢筋表面的时间。

③在钢筋混凝土耐久性基本措施的基础上，对特别恶劣的腐蚀环境条件下的钢筋混凝土施加额外的补充保护措施，更进一步加大结构耐久性的可靠性，并做为目前的提升钢筋混凝土结构耐久性技术措施之一。

现今工程上主要采用的技术措施有：环氧途层钢筋，外加电流阴极保护，塑料坡纹管与真空辅助压浆、纤维混凝土与涂抹硅烷、渗透可控模板垫料、混凝土表面防护涂层等.近年来各国采用的最直接经济有效的方法，在混凝土中掺加阻锈剂或在混凝土表面涂刷迁移性阻锈剂如：Sika 901系列，MCI2020系列等简单易行的措施。

一、缓蚀剂的发展历史在防止金属腐蚀的方法中，“缓蚀剂”是常用方法之一。

缓蚀剂的应用已经有上百年的历史，钢筋阻锈剂是缓蚀剂在混凝土中的应用，是一种既古老又新型的技术。

世界上钢筋阻锈剂的研究与使用已经历了很长的时期。

日本作为一个岛国，由于缺乏建筑用河砂，不得不开发利用海砂。

因此，既要解决海洋环境中氯盐钢筋腐蚀问题，又要设法防止海砂中氯盐对钢筋的侵害。

亚硝酸钠在混凝土的作用与用途中的应用

- 亚硝酸钠可以与混凝土中的水分反应生成亚硝酸，亚硝酸可以降低水分的冰点，从而延缓混凝土的结冰过程。
亚硝酸钠在混凝土的作用与用途中的应用
2. 抗氯离子侵蚀剂： - 混凝土中的氯离子是导致混凝土钢筋锈蚀的主要原因之一。亚硝酸钠可以作为抗氯离钠和亚硝酸盐，从而减少氯离子的侵入混凝土中，延缓混凝土的钢筋锈蚀过程。
亚硝酸钠在混凝土的作用与用途中的应用
亚硝酸钠在混凝土中的应用主要是作为混凝土防冻剂和抗氯离子侵蚀剂。具体来说，亚硝酸钠在混凝土中的作用和应用如下：
1. 防冻剂： - 冬季低温环境下，混凝土中的水分会结冰，导致混凝土的体积膨胀，从而引起混凝土
的开裂和破坏。亚硝酸钠可以作为防冻剂添加到混凝土中，通过抑制水分的结冰来防止混凝土的冻融损伤。

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亚硝酸钙在钢筋混凝土中的防腐蚀作用-专iSM&P化I矿耪与加I2000年第10期文章编号:lOO87524【o0)lO002l一04亚硝酸钙在钢筋混凝土中的防腐蚀作用-yce~,弋堙,甄ld翁树(1.中山大学化学与化学工程学院,广州510275;2.广东水利水电工程发展有限公司,广州510275)摘要:本文分析了混凝土中钢筋腐蚀的主爱原固,并阐述了亚硝酸钙怍舟缨蚀剂在理凝土中的脐腐蚀怍厢厦教关键i:司:翌堑墨圭;垩些墼量;堡!!堕丝中圉分类号:TU528.33文献标识码:A1前言在现代城市建筑,桥梁,公路等构件中,存在着大量的钢筋混凝土结构.随着使用时间的延长,由于钢筋腐蚀造成的混凝土结构破坏,会严重影响甚至危及建筑,桥梁以及生产装置的安全性. 钢簸混凝土结构物的设计寿命要求一般为40～50年,有的要求上百年.而现实中处在腐蚀环境中的结构物,远选不到设计寿命要求,有的15～20年后即出现钢筋锈蚀破坏,有的甚至不足5 年,因此钢筋混凝土中的防腐蚀问题是一个很重要的研究课题.2钢筋腐蚀的原因混凝土主要是由水泥,砂石和水经搅拌混合一定时间凝固后而形成的一种多微孔材料.在这些微小的孔洞中,存在一种叫做混凝土孔溶液的液体,其pH值可达12左右,能够使钢筋及其地预埋『牛的表面形成一层钝化膜,从而起到一定的耐腐蚀作用,但是随着使用时间的延长,以及腐蚀性介质的存在,混凝土中的碱度降低.当混凝土中的碱度降低到pH<10时,钢筋表面的钝化膜就会遭受破坏,导致钢筋腐蚀.由于腐蚀产物具有较大的膨胀性.目而造成混凝土表面鼓胀,开裂,剥落,最终导致混凝土结构破坏,失去原有的+收稿日期:o00717支撵能力.导致混凝土钢筋腐蚀的主要原因如下.(1)钢筋本身在制造安装过程中,由于冶炼或焊接造成元件各部分的化学组成或物理结构不完全相同,各部位的受力程度也有较大差异,形成的钝化膜不连续,这些不均匀性都会导致元件各部位存在电位差,从而形成位差电池腐蚀.(2)混凝土的抗渗透能力较差,空气中的二氧化碳,二氧化硫以及氮氧化物等酸性气体的扩散渗透作用,会导致孔溶掖的pH值下降,酸度增加,从而破坏钢筋及预埋件表面的钝化膜;同时还会促使混凝土中的Alch释放cl,增大cl一的浓度;c与混凝土中的Ca(OH)作用,形成ca—c,导致混凝土逐渐粉化.混凝土结构强度大大降低.(3)目前混凝土混合剂中常用的固化促进均以CaCI2为主,而CaC[2中的cl一对钢筋的破坏能力很强.它们在混凝土还保持较高碱度的环境下,就能够破坏钢筋的钝化膜而直接腐蚀钢筋.这是由于氯离子半径很小,穿透力强,容易吸附在钢筋的钝化膜上,偿铁的氢氧化物变为氯化铁. 而氯化铁的溶解度在常温下比氢氧化铁大几千21?专论IMe~-P化I矿势与加z2000年第10期倍,从而造成钢筋锈蚀,抗压强度下降.由于氯离子的强烈腐蚀作用,所以,凡是处于腐蚀条件下的钢筋混凝土,不得使用含氯盐的添加剂(例如氯化钙).考虑到混凝土拌台水和骨料中还会含有微量的氯离子,所以要求添加剂引入的氯离子量,不宜超过水泥重量的O04%. (4)混凝土自身结构对钢筋腐蚀具有一定的影响.不密实的混凝土为钢筋腐蚀刨造了良好条件,所以较低的水灰比有利于混凝土具有较小的渗透系数.混凝土的碱度也是保护锕筋的重要性能.不同品种的水泥碱度不同,在常用水泥中,普通水泥混凝土的碱度最高.有实验表明.用同样配比制造的混凝土试块,普通水泥混凝土的碳化速度最慢.3亚硝酸钙在混凝土中的防腐蚀作用为了防止钢筋腐蚀,常常可以采取下列几种防护措施:(1)钢筋及预埋件的表面要彻底除锈,涂防锈漆;(2)加厚表面混凝土保护层厚度;(3)降低水灰比+并进行充分的潮湿养护.除此之外,在新浇注的混凝土中加入缓蚀剂也是一种有效的方法,而且施工简单,经济.近年来,世界各国钢筋缓蚀剂的使用量越来越大.据悉,1993年以前,全世界约有2000万m’的混凝土使用了钢筋缓蚀剂,而到了1998年,至少有5 亿m的混凝土使用了钢筋缓蚀剂.缓蚀剂是一种化台物,在混凝土中加入小浓度的缓蚀剂,可以有效她减少或防止佥属与环境发生反应.在混凝土产业中,对缓蚀剂的要求有以下几点…:在长期使用的过程中有成功的经验;对某些特殊的腐蚀具有良好的抑制作用;对混凝土性能不会造成负面影响;制取方法简便,取用方便,便于运输和储存.3,1亚硝酸钙缓蚀荆较常使用的缓蚀剂有铬酸钠,亚硝酸钠,亚硝酸钙等.其中,亚硝酸钙是目前世界上使用最为广泛的缓蚀剂.通过对多种缓蚀剂及防腐措施的研究结果表明,亚硝酸钙是唯一一种防腐蚀措施符合有关标准的缓蚀剂….目前,美国,日本均发展了一批以亚硝酸钙为主体的钢筋缓蚀剂品亚硝酸钙是广泛应用于医药卫生,有机合成及润滑油的腐蚀抑制剂.在混凝土制造业中.采用亚硝酸钙作为水泥混合添加剂.不仅对钢筋具有防腐蚀作用,同时还是良好的防锈荆,防冻剂, 速凝剂和增强剂.据报道,在混凝土中添加2%的亚硝酸钙,就可以使钢筋混凝土结构建筑物的使用寿命延长l5～5O年,抗压强度可增加10～25MPa.近年来,该产品已引起了世界各国的广泛注意.7O年代至80年代,日本,美国,俄罗斯等国相继对亚硝酸钙的生产和应用进行了大量的研究,并竞相开发出工业化生产装置.工业生产的亚硝酸钙一般是浓度为40%左右的稳定溶液.据报道,在美国浓度为30%左右的亚硝酸钙溶液可以直接作为产品销售.日本住友,日产及Allied化学工业公司生产的亚硝酸钙产品的浓度分别为41.5%,35%,197%.固体亚硝酸钙的质量要求如表1l2J:表1亚硝酸钙质量要求32亚硝酸钙的作用机理混凝土中钢筋锈蚀是一个电化学过程.7O年代,就已经有许多关于亚硝酸钙作为缓蚀荆的22?作用机理的研究,研究表明亚硝酸钙的防腐蚀作用机理是阳极缓蚀作用.其中有人认为,亚硝酸钙的作用是在钢的表面生成Fe氧化膜,睫钢专论?IM&P他I矿物与zTa-z:2000年第l0期的阳极溶解受到阻滞.按照这种观点,钢表面的钝化膜,是水中的氧把低价铁氧化成高价的Fe203而形成的,亚硝酸根离子的作用在于它吸附于钢的表面,降低体系的自由能,使钝化过程变得更容易.另外一种观点认为钢表面的钝化过程与NO2一离子的氧化作用有关,实际上是N02～离子直接参与生成高价Fe2O3的过程E3].形成的Fez沉积为不透性保护膜,限制了腐蚀反应的进行,从而达到抑制钢筋腐蚀的目的.当有氯盐存在时,氯离子的破坏作用与亚硝酸根的成膜修补作用竞争进行,当”修补”作用大于”破坏”作用时,钢筋锈蚀便会停止.因此,亚硝酸根必须有足够的量.3.3亚硝酸钙的防腐蚀作用美国格里斯公司实验室进行了一项旨在测试亚硝酸钙在混凝土中的性能及其防腐蚀作甩的试验计划.这项研究表明,亚硝酸钙可极大地提高混凝土防锈性能.根据具体情况,亚硝酸钙溶液的用量(溶液中含有25%～30%的亚硝酸钙固体)通常为水泥质量的2%～4%.在美国,市场出售的亚硝酸钙的用量范围为10～32L/m.采用亚硝酸钙后,锈蚀的速度明显降低l4』.1989 年,霍普和爱普研究了市场出售的亚硝酸钙的防锈性能.在评价缓蚀刺性能时,采用了电化学测试方法.研究人员得出结论,亚硝酸钙的防锈性能很好,用亚硝酸钙与氯离子的比来表示,锈蚀的临界范围在0o7～0.09之间.a对混凝土具有严重的腐蚀作用.亚硝酸钙能够使舍氯离子的混凝土免受侵蚀.实验表明,甚至当混凝土的水灰比较高(超过0.5)时,向其中加入～定量氯离子,亚硝酸钙也能够使氯离子的腐蚀速度降低一个数量级_5】.将两份分别加有亚硝酸钙或不加亚硝酸钙的氯离子溶液加入到混凝土的柱形截面作对比实验[,没有亚硝酸钙的混凝土银快遭到腐蚀,而加有亚硝酸钙的混凝土在数月后仍然保持完好.对于混凝土中没有氯离子存在的情况,亚硝酸钙同样能够起到抑制腐蚀的作甩.在一些特殊环境下,亚硝酸钙同样表现出色.日本有些学者通过在80℃下进行干湿交替的加速反应实验,得到的结果也表明亚硝酸钙是一种有效的缓蚀刺.即使是在较高的水灰比的情况下,亚硝酸钙也被证明是有效的』.Nish[bayashi等人研究了长期暴露在海边的亚硝酸钙对铁的防腐蚀作用的长期表现情况,结果表明在每立方混凝土中加入20L30%的亚硝酸钙溶液即可起到很好的抑制腐蚀的作用.如果混凝土是在冰冻与解冻交替的环境下,那么就要求有一定量的空气以气泡状存在于混凝土中.而含有亚硝酸钙和可塑剂的混凝土就含有一定量的气泡, 所以能够用于冰冻与解冻交替的环境.作为缓蚀剂,在起到防止钢筋腐蚀作用的同时,应尽量对混凝土的性能不产生有害的影响.缓蚀剂对混凝土性能的影响主要取决于缓蚀剂的种类.绝大多数的无机缓蚀剂通常会使混凝土的初凝和终凝时间缩短,并且大多数缓蚀剂会稍微降低混凝土的抗压强度,相反,亚硝酸钙可以提高抗压强度.与亚硝酸钙不同的是,亚硝酸钠中的钠离子会增大发生碱式聚集反应的可能性,降低混凝土的强度,而亚硝酸钙不会对混凝土的机械性能造成有害的影响.Rosenberg等人的研究表明,亚硝酸钙还是一种能够符台ASTM(2494标准的速凝剂;它们的研究数据表明,作为缓蚀剂, 亚硝酸钙不会像亚硝酸钠或亚硝酸钾那样有害于混凝土的结构性能】.越来越多的研究表明亚硝酸钙对改善混凝土的性能具有很好的效果.因此在混凝土中加入适量的亚硝酸钙改善混凝土性能是十分必要的.4结论亚硝酸钙是应用于混凝土中的一种非常有效的缓蚀刺,并且是唯一一种得到广泛应用的缓蚀剂.这主要是因为:它具有特殊的防腐蚀作用,能够抑制氯离子对钢筋的腐蚀;不会破坏混凝土本身的结构;且商用亚硝酸钙易得.5参考文献【I]ZladGMattaPml~ti0gs【einconcthePer‰Gulf 【J]Materla[pe~ormancc.1994.33(6):52—55?23?专论jM&P化I矿物与加I2000年第lO期1孙乐芳.周相文.亚硝酸钙的开发与应用[J无机盐工业. 1996(5):36—382韩稚甄编着瑷蚀荆及其应用【M】华中理工太学出l顺社. 】9873.N.SBerk.PStarkeEvaluatingandtesting∞n.啪nTe-rice.ConcreteInternationa3—0【2.Septeraher.1983.5Imboraloryperformanceofcorrosionm【h.[nterimreport. Researchprogramd’帆dplanning.SouthDakotaDepartment Transportati~.March19846.FTom~wa.YM~-uda.HTa~kaIFukushi.e【An experimentalstudy…fnl—eo{con.ninhibitorinreinFoxed【eunderhighchloridecontainconditions,NihonArch~,t~tureSociety.Oct19877SNishihayashi.SHideshimaSNegami.etaITheeffectof theadmixture∞thedurabi[iWoFeteinan~ders eaenmronm%t.PerformanceofCOnCTP[einMarineenent,SP109.V MMathotra.ed..(Detroit.MI:AmerleanConcrete[r~titute. 1988.P4818NSBerk.TGWeltCorrosionprot~tionthroughtheuse.fconcre[~admixtures.Internationalc0nferenceqnPerforr/ta~~e ConcreteinMarineEnvironmemSteelcorrosioninconcreteandprotectioneffectofcalciumnitriteLIUWe[,LIANGHui(1c0【【ge0fChemistryandChemlcalErtgitmering.Zhongshan University;2GttangDongWaterConservancy&Hydro—Power EngitleeritlgDevelopmentCo_|[d.Guangzhou510275.China) Abstract:Inthispaper.themaincorrosion…of【】一reinc[mcⅢanalyzedAninhibitorcanheaddedtothecre”{toprot~tthesteelfromThismethodisusefulandemnomic~[Ca1㈣a~ttitetonI【odcc~~mercally,【mawidescale帅inhibitor.1tprotectioneffectonsteel-reinforced …rHeisreviewedKeywords:steel,rdnf.rced【:calciumnitrite;inhibitor;pa.~sivation{llm:corrosion七七七七七七七七七七七七七七七七七七七七七七七七七七七七七七七七七七七七七七七七弋七弋七七七弋弋弋(上接2O页)6经济效益Bene{iclatlonprocess萤石系统按30人定员,年处理原矿15万offluorlteseriesandits以原矿(含Ca75%)进价115元/t,精矿(含.一.,,Ca98%)售价395元/t,实际回收率85%,综合Practceoftnalproducton处理成本2458元/t计算,年获净利l6.7万元.7.结语WPuNGYunfeng(1)灵山选厂把萤石矿和硫化矿两套系统配(ZheiJangJ【Jhh’ca¨”dy置在同一主厂房内,方便了给药,检修,尾矿输送p.Zhejiang.o3,】等集中管理.Abstract:Thph…,…irnn……ffl】nrI……infin~shan(2)人工给矿和磨机台时能力低,制约了系统i哪P.d把邮p…呲==1l 的生产能力,必须认真对待.dd.Th.p】哪cnhp…m】删.d(3)本系统属微利项目,确保选矿指标,严格gestion~…s.Ivichprobl 吣.putrd控制生产成本,提高系统处理能力是萤石系统盈Keywords:fl—cebenefic.n}le~qsifilifficv (i)利的关键.feeding…8参考文献i略)。

亚硝酸钙在钢筋混凝土中的防腐蚀作用

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