钢筋表面防腐蚀与增强钢筋/水泥结合力的玻璃涂层研究

摘要

混凝土中钢筋的腐蚀，是影响钢筋的服役年限的主要原因之一。在某些极端的条件下，如严重的大气污染，海水浸泡等，钢筋的腐蚀现象十分严重，有必要采取防护措施减少钢筋腐蚀。
　　本文设计了5种玻璃涂层，通过制备涂层、观察涂层表面形貌以及测试玻璃的抗酸抗碱性能，优化了玻璃原料组成。将玻璃原料球磨制备成玻璃涂料，采用提拉法和烧结法在钢筋表面制备成单层涂层、混合涂层和双层涂层。研究了3种涂层的腐蚀性能，以及它们对钢筋/混凝土界面结合力的影响。
　　采用X射线衍射(XRD)和扫描电子显微镜(SEM)分析钢筋涂层的结构及形貌。通过拉伸试验测试了玻璃涂层的高温制备对钢筋性能的影响，通过拔出试验测试了不同涂层对钢筋/混凝土界面结合力的影响。通过极化曲线和电化学阻抗谱来确定玻璃层的短期、长期耐3.5 wt.％ NaCl溶液腐蚀性能以及涂层的失效模式。
　　结果表明，热熔敷过程促使玻璃析晶。SEM图片表明钢筋基体向涂层生长，形成齿状界面，使得涂层与钢筋结合良好。钢筋涂覆涂层后，与水泥的结合力至少提高了40％。在模拟海水（3.5wt.％NaCl溶液）长期腐蚀条件下，耐腐蚀能力依次为:单层玻璃涂层钢筋＞双层涂层钢筋＞混合涂层钢筋。

目录

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摘要

第1章 绪论

1．1 钢筋混凝土结构中钢筋腐蚀

1．1．1 分类

1．1．2 电化学腐蚀

1．1．3 影响钢筋腐蚀的因素

1．1．4 钢筋腐蚀随时间的变化

1．1．5 钢筋腐蚀的影响及后果

1．2 钢筋混凝土中钢筋保护措施

1．2．1 阴极保护

1．2．2 缓蚀剂

1．2．3 不锈钢钢筋

1．2．4 钢筋涂层防护

1．3 钢筋防腐涂层的种类

1．3．1 热镀锌涂层

1．3．2 环氧树脂涂层

1．3．3 玻璃涂层

1．3．4 三种钢筋防腐涂层的优缺点比较

1．4 玻璃涂层

1．4．1 制备方法

1．4．2 玻璃配方设计依据

1．4．3 影响涂层性能的因素

1．5 混凝土中钢筋玻璃涂层研究现状

1．6 本课题研究意义及内容

第2章 实验材料及实验过程

2．1 实验材料与设备

2．1．1 实验原料

2．1．2 实验仪器

2．2 玻璃涂层的制备

2．2．1 成分设计

2．2．2 玻璃熔制

2．2．3 涂层浆料的制备

2．2．4 钢筋的预处理

2．2．5 涂覆浆料

2．2．6 熔覆玻璃涂层

2．3 性能测试

2．3．1 玻璃耐蚀性实验

2．3．2 热分析

2．3．3 微观结构分析

2．3．4 力学性能测试

2．3．5 电化学分析

第3章 玻璃涂层钢筋的制备与结构

3．1 玻璃成分设计

3．1．1 第一组份

3．1．2 第二组份

3．1．3 第三组份

3．1．4 第四组份

3．1．5 第五组份

3．2 成分确定

3．3 涂层热分析

3．4 微观结构分析

3．41 涂层XRD分析

3．42 涂层SEM分析

3．5 小结

第4章 玻璃涂层钢筋的力学性能

4．1 拉伸试验

4．2 拔出试验

4．21 钢筋混凝土在空气中熟化后的拔出试验

4．22 钢筋混凝土在模拟海水中浸泡后的拔出试验

4．3 钢筋长期腐蚀后的照片

4．4 小结

第5章 防腐机理分析

5．1 开路电位(Open-Circuit Potential，OCP)测量分析

5．2 动电位极化曲线

5．3 电化学阻抗谱

5．4 三种涂层防腐蚀机理分析

5．5 小结

第6章 结论

参考文献

致谢

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