IJC 国际期刊的腐蚀 1687 - 9333 1687 - 9325 Hindawi出版公司 451864年 10.1155 / 2012/451864 451864年 研究文章 用甘蔗蔗渣灰改性混凝土的腐蚀 Nunez-Jaquez r·E。 1 Buelna-Rodriguez j·E。 1 Barrios-Durstewitz c·P。 1 Gaona-Tiburcio C。 2 Almeraya-Calderon F。 2、3 Acosta Andres a托雷斯 1 Facultad de Ingenieria洛杉矶麻吉 锡那罗亚大学 特别是当y Prol波塞冬。天使弗洛雷斯S / N C.P. 87223洛麻吉,罪恶 墨西哥 uasnet.mx 2 Centro de Investigacion e Innovacion en Ingenieria CIIIA, FIME-Universidad新莱昂州自治大学,加拉卡斯大学S / N, Ciudad大学联盟,87223年C.P.圣尼古拉•德洛加尔萨问 墨西哥 uanl.mx 3 Grupo腐蚀,Centro de Investigacion en材料Avanzados 120号米格尔·塞万提斯 摘要C.P. 31109吉娃娃,直 墨西哥 2012年 1 8 2012年 2012年 29日 02 2012年 30. 05年 2012年 2012年 版权©2012 r . e . Nunez-Jaquez et al。 这是一个开放的文章在知识共享归属许可下发布的,它允许无限制的使用,分布和繁殖在任何媒介,提供最初的工作是正确的引用。

混凝土是一种多孔材料和水的入口,氧气,和积极的离子,如氯化物,会导致被动层钢筋钢分解。添加剂,如粉煤灰、微粒硅,稻壳灰,和蔗糖蔗渣灰,有大小分类,允许减少混凝土的孔隙大小,因此,可以减少腐蚀过程。这项工作的目的是确定钢在钢筋混凝土的腐蚀速率增加20%的甘蔗蔗渣灰水泥的重量。六棱柱体( 7 × 7 × 10 厘米)与嵌入式钢棍准备。三个包含20%的甘蔗蔗渣灰水泥的重量和其他三个没有。所有样本被放置在3.5%氯化钠溶液,腐蚀速率是决定使用极化电阻。结果表明,钢筋混凝土包含甘蔗蔗渣灰腐蚀速率最低相比,钢筋混凝土添加剂。

 1。介绍

腐蚀是材料的损失和发生在金属暴露于环境。这是化学和生物制剂之间的相互作用的结果( 1]。腐蚀钢筋钢的两个主要问题,影响钢筋混凝土结构的使用寿命( 2]。

金属迷失在钢筋钢棒减少结构的力学性能。

腐蚀产物占领更高的体积比贱金属产生的内部压力,这可能会导致混凝土裂缝。

混凝土结构的腐蚀降解过程是一个严重的问题,具有重大的经济意义 3]。

在服务的条件下,混凝土覆盖酒吧给物理和化学保护钢筋。周围的混凝土保护层提供了一个碱性环境,导致氧化层的形成,称为钝化膜,保护钢的腐蚀。然而,被动层并不提供一个完美的和永久的障碍在积极的环境中包含的发起者腐蚀(主要是积极的离子像硫酸盐和氯化物、湿度、二氧化碳和氧气)( 4]。这些因素,加上建设实践在困难环境条件不足,导致钢筋的腐蚀。二氧化碳会导致腐蚀主要是通过减少混凝土的pH值。碱性环境一旦破坏,钢筋表面氧化保护层的破坏和腐蚀可能开始。钢筋混凝土结构面临严重的环境,但往往预计将持续与很少或没有维修或维护很长一段时间。因此,需要持久的钢筋混凝土结构。的一个主要形式的攻击从环境中氯离子的进入,导致钢筋腐蚀和随后的减少阻力,实用和美学的结构 5]。氯化物可以来自多个来源。期间他们可以引入混凝土配料或可以从环境中引入服务。氯化物可以引入的 6]

故意添加氯化物添加剂和使用海水或污染总量的混合物,

盐雾和海水直接滋润,

除冰盐。

矿物添加剂常用在许多应用程序中,从高性能混凝土桥梁、建筑和在岸和离岸结构。著名的矿物添加剂是硅灰,稻壳灰和粉煤灰。添加这些产品生产的混凝土有积极的环境影响,同时最小化问题的处理( 7]。

甘蔗蔗渣糖生产的副产品。新鲜蔗渣包含40%糖水,经常被用作燃料的工厂。甘蔗纤维具有特殊的意义,因为它是制糖业的易燃材料,是一种宝贵的原材料,人工木材,和其他人( 8]。当这个废物燃烧在控制条件下,生成的火山灰含有无定形二氧化硅,火山灰特性( 9]。火山灰蔗渣甘蔗是全世界主要产生的废物之一,可以用作矿物添加剂,主要是由于其高含量的硅(SiO2)。增加甘蔗蔗渣灰(SCBA)作为替代水泥增强可能会提供额外的抗氯离子渗透和防水性能。因此,测试以确定是否进行SCBA可以作为有效的混凝土钢筋结构矿物添加剂( 10]。

 2。实验的程序 2.1。材料

使用的材料是硅酸盐水泥(CPC-30R),河流砂细度模数为2.59,磨碎河粗骨料的最大尺寸3/4′′,和水。甘蔗蔗渣灰(SCBA)用于本研究从当地获得糖工厂在美国麻吉,墨西哥锡那罗亚。火山灰是来自燃烧甘蔗渣在650°C的一个小时。

 2.2。热重分析(TGA)

蔗糖甘蔗渣的燃烧温度要求获得与无定形SiO灰2利用TGA决定。使用的设备是助教仪器同时DTA-TGA性病2.960的温度扫描率10°C / min在静态的气氛中。

 2.3。x射线衍射

后燃烧甘蔗渣、灰粉,研究了X射线PANalytical Mod。X 'Pert Pro。

 2.4。混凝土标本

四棱柱混凝土标本的尺寸100×70×70毫米是由一个12厘米长1018钢筋直径(0.9525毫米)嵌入到混凝土中。为了限制钢铁暴露区,钢筋部分涂有不锈的油漆,留下一个暴露5厘米的长度。混凝土水灰比为0.60。两个标本是由取代20%的重量与甘蔗蔗渣灰水泥,剩下的不含有甘蔗蔗渣灰。标本被浸泡在水中28天治愈。养护期后,标本受到体重3.5%的氯化钠溶液。

三100毫米直径200毫米长混凝土圆柱体和没有添加20%蔗渣甘蔗灰投给了抗压强度测试。

为了加速氯离子进入,标本周期性暴露在氯化钠溶液通过为期3天的部分浸泡在3.5%重量氯化钠溶液中紧随其后的是4天的干燥。

 2.5。线性极化电阻

线性极化电阻决定与ACM仪器一个通道恒流器/稳压器吉尔交流标准甘汞电极(SCE)作为参比电极,钢筋是工作电极和不锈钢板周围放置标本对电极(图 1)。

实验设置。

扫势±20 mV的腐蚀电位扫描速度是10 mV /分钟。IR降可能被认为是。这个监控是每周进行标本浸泡在氯化钠溶液。图 2给出了实验装置。结果分析了使用ACM版本4的“分析”[ 11]。

温度记录器的甘蔗蔗渣。

腐蚀电流密度( 我 相关系数 )和腐蚀速率(CR)估计电荷转移电阻( R ct )使用: (1) 腐蚀电流密度 ( 我 相关系数 ) = B R ct ( μ 一个 / 厘米 2 ) , (2) 腐蚀速率 ( CR ) = 我 相关系数 ( μ 一个 / 厘米 2 ) * 0.011 ( = ] mmpy , 在哪里 B 是Stern-Geary常数( B = 26 mV均匀腐蚀)[ 12]。

有几种方法来确定混凝土结构的恶化程度。一个是确定腐蚀电位( E 相关系数 依照astm - c - 876),建立相关的标准可能与腐蚀概率,如表所示 1( 13]。

腐蚀概率。

E 相关系数 与南加州爱迪生公司(mV) 腐蚀概率
> - - - - - - 125年 10%的概率
125−−275 不确定的区域
< - - - - - - 275年 90%的概率

从腐蚀电流密度值( 我 相关系数 ),获得使用( 1),可以确定使用值见表腐蚀严重 2( 14]。

我 相关系数 的腐蚀程度。

我 相关系数 ( μ A / c 米 2 ) 腐蚀程度
< 0.1 可以忽略不计
0.1 - -0.5 低
0.5 - 1 温和的
> 1 高
3所示。结果与讨论

图 2显示了热重分析(TGA)的结果。周围的温度仪显示550°C没有进一步减少体重。在这个温度下,所有的甘蔗蔗渣完全燃烧,但这是小样本的蔗渣拐杖。更大数量的蔗渣灰,有必要在更高的温度下燃烧。由于这个原因,650°C的甘蔗蔗渣被烧一小时获得火山灰在这项研究中。

图 3显示了x射线粉末衍射图样的SCBA燃烧在650°C。宽峰(之间的特征 2 θ = 20. 和 2 θ = 35 )和石英的峰值显示一个非晶相的存在,这是很重要的因为无定形SiO确认2导致火山灰属性。火山灰火山灰反应降低混凝土的孔隙大小,限制进入积极的离子。

x射线衍射图的SCBA燃烧在650°C。

图 4显示了腐蚀电位( E 相关系数 )结果的线性极化电阻扫描6个标本。腐蚀电位范围之间的100年和550−−mV。SCBA(蔗渣1和2)的标本出现小概率的腐蚀与标本没有添加剂(正常1和2)。水平虚线代表地区之间的极限腐蚀概率表 1。在第一次接触15天,的值是不确定的区域。渐渐地,普通混凝土(没有SCBA添加剂)变得更加消极腐蚀概率值的90%。然而,混凝土与SCBA持续不确定的区域,在不确定的区域,经过63天的周期性暴露腐蚀电位是一个伟大的差异观察的标本和没有SCBA之间。普通混凝土标本已经开始腐蚀。0020年的标本SCBA显示较小的腐蚀电位,这可能是由于SCBA与氢氧化钙反应(产生在波特兰水泥的水化),和thenhydrated化合物中形成的火山灰反应填充混凝土的孔隙( 15),限制积极离子到达钢筋。

腐蚀电位的标本。

图 5显示了腐蚀电流密度( 我 相关系数 )的结果。 我 相关系数 介于0.1和1.0之间 μ一个/厘米2。在第一次50天, 我 相关系数 来自小于0.1吗 μ一个/厘米2与SCBA混凝土。根据表 2,腐蚀水平是微不足道的。对普通混凝土(没有SCBA), 我 相关系数 值介于0.1之间 μ一个/厘米2和0.5 μ一个/厘米2第一50天表明腐蚀很低。然而,在50天, 我 相关系数 逐渐增加的标本没有SCBA和高腐蚀水平但混凝土SCBA仍在腐蚀水平低。

腐蚀电流密度的标本。

图 6显示了腐蚀速率的结果。初的曝光,这两种类型的标本有类似的结果,但在50天,普通混凝土的腐蚀速率没有SCBA逐渐增加。的标本SCBA显示较低的腐蚀速率。这种行为是由于SCBA的火山灰特性,降低混凝土孔隙的大小,这限制了氯离子的入口。

腐蚀速率的标本。

 4所示。结果和结论

650°C的温度足以获得与无定形SiO甘蔗蔗渣灰2。

SCBA表示较低的腐蚀电位值的标本,它对应于一个低腐蚀概率。

可以忽略不计的标本温和的腐蚀程度的标本甘蔗蔗渣灰添加到混凝土混合物。

使用甘蔗蔗渣灰部分替代水泥有有益的影响,以保护钢筋腐蚀,因为它减少了孔隙大小的水泥浆,最小化积极离子的进入到混凝土。具体包含SCBA相比有较低的腐蚀速率没有添加SCBA混凝土。

确认

作者表达自己的感谢Ingenio Azucarero de Los麻吉提供这次调查中使用的甘蔗蔗渣和锡那罗亚大学通过项目Mejoramiento al Profesorado的财政支持项目PROMEP / 103.5 / 08/3289,对开uasptc - 022。

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