混凝土防腐技术的研究(二)

 图3不同聚苯胺含量下腐蚀电位与浸泡时间关系图
 当铁丝的电位在0～-0.28V时不发生锈蚀，-0.28～-0.40V时存在锈蚀的可能，而小于-0.40V时会发生锈蚀[12]。由图1可以看出，当无防腐涂层保护时，第一天测量的电位就已经低于-0.4V，说明已经开始锈蚀，而且随着浸泡时间的延长，电位负值迁移相当明显，锈蚀速率也会相应加快。而喷涂防腐涂层后的腐蚀电位都明显的高于无防腐涂层保护时的电位，而且电位的波动不大，可见防腐涂层明显的改善了钢筋的抗锈蚀能力。三条不同聚苯胺含量的试件测量值可以看出，试样的腐蚀电位随着聚苯胺的掺量的增加而增大。当聚苯胺的体积分数是5%时，第四天以后电位已经低于-0.4V说明已经出现了锈蚀现象；而当聚苯胺的体积分数提高到10%以后，腐蚀电位的负迁移明显的下降，到第九天时的电位仍在-0.28V以上,上没有发生锈蚀的可能性；当聚苯胺的体积分数达到15%，试样的腐蚀电位在整个测量区间内继续提高，但是提高的幅度已经减弱。出现这种情况的原因是，聚苯胺在防腐涂层中主要起到了缓蚀的作用，随着其用量的增加缓蚀作用越明显，因此其腐蚀电位也越高，但当聚苯胺的掺量足以在钢筋表面形成完整的吸附膜后，再继续增加聚苯胺对缓蚀效果的促进作用不再明显。结合经济与腐蚀电位两个方面，聚苯胺的掺量在10%时就可以达到我们的钢筋防腐的要求。
2   利用废旧轮胎橡胶颗粒代替部分细骨料提高混凝土的防腐性能
 随着汽车工业的发展，我国的废旧轮胎处理也逐渐成为人们关注的焦点。废旧轮胎橡胶颗粒物理化学性能稳定，表面粗糙，表观密度与水接近，并且在制造过程中已经加入了抗氧化剂、防老剂等可以保持足够长的使用寿命，将废旧轮胎橡胶颗粒取代部分砂子，即可以提高混凝土的防腐性能，又可以综合利用废旧轮胎[13-14]。
2.1 作用机理
　　适当粒径的废旧轮胎橡胶颗粒代替部分砂子后制备的混凝土之所以有防腐性能，结合其自身的弹性特征、表面结构粗糙及其非极性方面有以下两种解释。
2.1.1 废旧轮胎橡胶颗粒的加入可以更好的提高混凝土结构的密实性，减小孔隙率
 混凝土内部是多孔隙的结构，并且在混凝土的硬化过程中其中的空隙位置、形状和体积都会不断发生变化，单纯使用砂子很难实现对这些不断改变的孔隙的良好填充。当采用部分橡胶颗粒作细骨料时，由于橡胶颗粒本身具有良好的弹性，在混凝土硬化过程中孔隙形状和体积发生变化时，橡胶颗粒可以依据孔隙的形状和体积发生相应的弹性形变，有效的填充混凝土内部的孔隙，从而增强了混凝土的致密性。图4为橡胶颗粒加入后混凝土结构中骨料分布示意图。
  
 
 图4 填加橡胶颗粒前后对比示意图
2.1.2 废旧轮胎橡胶颗粒的加入，可以引入适量的微细孔减少了毛细孔的贯通性
 混凝土结构腐蚀的先决条件是水和CO2气体扩散到混凝土内部，引起混凝土结构的碳化。为了提高混凝土的防腐效果，除了要降低混凝土结构内的空隙率外，更重要的是减少毛细孔的贯通性。在同样的空隙率下，毛细孔的贯通性越差水和CO2的扩散就越困难，混凝土的腐蚀也会越缓慢。废旧轮胎再生橡胶颗粒为非极性制品且表面粗糙，表面易于吸附空气，添加到混凝土中后有利于形成大量的微细孔，降低混凝土结构中毛细孔的贯通性，提高了混凝土结构的防腐蚀性能

1—较大孔隙    2—贯通孔道    3—微细孔
图5橡胶颗粒加入前后混凝土结构中孔型结构变化
2.2 实验过程及结果分析
2.2.1 废旧轮胎橡胶颗粒替代部分细骨料对混凝土结构抗碳化的影响
 为了增加废旧轮胎橡胶颗粒与胶凝材料的粘结性能，橡胶颗粒表面使用NaOH饱和水溶液处理20分钟后即添加到混凝土中。实验过程中所用废旧轮胎橡胶颗粒如图6，所制备的混凝土破碎后的截面图如图7。
 
  
 图6废旧轮胎橡胶颗粒             图7制备混凝土破碎后截面图
 图8为采用纯砂子和采用废旧轮胎橡胶颗粒替代部分砂子作细骨料制备的混凝土在7d、14d、28d时的碳化深度的对比图。
 
  图8废旧轮胎橡胶颗粒的加入对混凝土结构抗碳化能力的影响
 由图8可以看出，采用废旧轮胎橡胶颗粒代替部分细骨料后，混凝土结构的碳化深度在不同龄期均有明显的下降，并且随着时间的延长，两者碳化深度的差距也相应的增大。由此可见废旧轮胎橡胶颗粒的加入明显的增强了混凝土结构的抗碳化能力，从而有利于混凝土结构耐久性的提高。
2.2.2 废旧轮胎橡胶颗粒的掺量对混凝土结构抗碳化能力的影响
 为了进一步研究废旧轮胎橡胶颗粒的掺量对混凝土结构抗碳化能力的影响以便找到最佳掺量，分别调整废旧轮胎橡胶颗粒代替10%、20%、30%、40%和50%的细骨料来进行28天碳化深度用及其28天的强度测试值如图9所示。
 

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