NST防腐阻锈型高性能混凝土防水剂的研究
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(2) 抗腐蚀阻锈组分的氯化钠溶液对钢筋的锈蚀的试验 方法为自行设计的试验方法 , 引入抗锈蚀系数 S (阻锈系 数 ) 的概念 , 抗锈蚀系数即钢筋锈蚀后的质量 (A1 ) 与锈蚀 前的质量 (A2 ) 之比 。 ( S = A1 /A2 )
抗锈蚀系数 S越大说明抗锈蚀性能越好 , 反之则比较 差 , 具体试验方法设计如下 :
- 491 656 675 687 685 676 657 691 684 676 - 508 671 681 668 676 646 689 658 663 686
阳极平均极化电位 /mV
E- 3
- 472 658 664 678 667 684 678 676 676 687 - 490 662 673 678 676 669 675 675 674 683
试20
06 年第 验研
4
期 究
L
IAO
辽宁建材
N ING BU ILD ING MATER IALS
23
NST防腐阻锈型 高性能混凝土防水剂的研究
松 柏 1 , 陈翠红 2 , 尚德瑞 3 , 王彦文 3
(11鞍山市建设工程质量检测中心 , 辽宁 鞍山 114001; 21辽宁省建设科学研究院 , 辽宁 沈阳 110005; 31鞍山市鹏程混凝土外加剂有限公司 , 辽宁 鞍山 114001)
[摘 要 ] 本文通过钢筋锈蚀试验和不同阻锈剂的氯化钠溶液对钢筋的锈蚀试验 , 筛选出效果较好的抗腐蚀阻锈成份 , 再
通过与其它组分的合理复配 , 构成 NST防腐阻锈型高性能混凝土防水剂的基本配方 。
[关键词 ] 防腐阻锈 ; 钢筋锈蚀 ; 防水剂
[中图分类号 ] TU528104216
(3) 掺 C的砂浆钢筋锈蚀试验 , 见表 5。
项目 极化时间 /m in
阳极极化电位 /mV
阳极平均极化电位 /mV
表 5 掺 C的砂浆钢筋锈铁试验 C砂浆
0
2
4
6
8 10 15 20 25 30
C- 1
- 479 635 615 572 552 518 490 437 427 388
C- 2
- 501 637 644 573 550 517 487 430 426 379
(3) 溶液配制 。 ①号自来水 : 500 m l, 氯化钠 : 0 g, 抗腐蚀阻锈组分 : 0 g
24
②号自来水 : 485 m l, 氯化钠 : 15 g, 抗腐蚀阻锈组分 : 0 g ③号自来水 : 485 m l, 氯化钠 : 15 g, 抗 腐 蚀 阻 锈 组 分 (A) : 30 g ④号自来水 : 485 m l, 氯化钠 : 15 g, 抗 腐 蚀 阻 锈 组 分 (B) : 30 g ⑤号自来水 : 485 m l, 氯化钠 : 15 g, 抗 腐 蚀 阻 锈 组 分 (C) : 30 g ⑥号自来水 : 485 m l, 氯化钠 : 15 g, 抗 腐 蚀 阻 锈 组 分 (D) : 30 g ⑦号自来水 : 485 m l, 氯化钠 : 15 g, 抗 腐 蚀 阻 锈 组 分 (E) : 30g ⑧号自来水 : 485 m l, 氯化钠 : 15 g, 抗 腐 蚀 阻 锈 组 分 (F) : 30 g ⑨号自来水 : 485 m l, 氯化钠 : 15 g, 抗 腐 蚀 阻 锈 组 分 (NN) : 30 g
- 498 719 703 632 540 466 382 312 241 171 - 492 719 708 633 535 467 393 315 244 168
表 7 掺 E的砂浆钢筋锈蚀试验
项目 极化时间 /m in
E砂浆
0
2
4
6
8 10 15 20 25 30
阳极极化电位 /mV
E- 1 E- 2
- 439 681 675 664 660 630 601 587 554 539
- 437 671 669 660 659 624 597 570 554 536
从试验的结果分析 , 掺有混凝土阻锈剂 A 和 E的砂浆 , 在通电 30 m in后 , 电位值几乎没有下降 , 如图 A、 E所示 , 这说明 A、 E砂浆中的钢筋表面已被钝化 , 表明阳极钢筋表 面的钝化膜完好无损 , 所测的阻锈剂对钢筋起到了充分的阻 锈作用 。而掺有 C、D 的砂浆 , 在通电 30 m in后 , 电位值急 剧下降 , 掺 C的阳极钢筋电位从开始 2 m in的 633 mv降到了 30 m in的 386 mV , 而掺 D 的阳极钢筋电位从开始 2 m in的 719 mV 更是降到了 30 m in的 168 mV , 表面阳极钢筋已被锈
砂 : ISO 标准砂 。 水 : 自来水 (饮用水 ) 。 氯化钠 : 分析纯 。 抗腐蚀阻锈组分 : 有机阻锈 剂 (A、B ) , 无 机 阻 锈 剂 (C、D ) , 市场用 NN、有机无机复合 ( E、 F) 。
212 试验方法的确定 (1) 抗腐蚀阻锈组分对钢筋锈蚀作 用的影响参照 GB
3 结果与分析
311 抗腐蚀阻锈组分对钢筋锈蚀作用的影响 试验应用钢筋阻锈测定仪 ( PS - 6型恒电位 /恒电流仪 )
测定的结果如下 : (1) 掺 A的砂浆钢筋锈蚀试验 。见表 3。
项目 极化时间 / m in
阳极极化电位 / mV
阳极平均极化电位 / mV
表 3 掺 A的砂浆钢筋锈蚀试验 A 砂浆
[文献标识码 ] A [文章编号 ] 1009 - 0142 (2006) 04 - 0023 - 04
1 前言
钢筋锈蚀的危害是造成钢筋混凝土结构性能过早失效的 主要原因之一 , 也已经引起广泛关注 。尤其在海工工程中 , 钢筋锈蚀的危害表现更为明显 。在美国 、英国 、中东地区 , 均有大量关于撒除冰盐和海水侵蚀所引起的道路桥梁的混凝 土结构破坏的报道 。在我国钢筋锈蚀现象也很普遍 , 有调查 表明 , 使用 7～25 a的某海港码头 , 有 89%出现了钢筋腐蚀 问题 。连云港某码头使用不到 3 a、湛江某码头使用不到 4 a、 宁波某码头使用不到 10 a, 均出现梁架顺筋开裂 , 并着手修 补的事例 。深圳某些民用建筑 , 因使用海沙 , 几年内即发生 钢筋腐蚀破坏 。腐蚀环境中的工业建筑 , 钢筋腐蚀现象更为 普遍突出 。修补 、加固的花费巨大 , 停工停产的间接损失更 难以估计 。此外 , 我国北方地区仍然运用撒盐化冰雪的方 法 , 仅北京市每年冬天至少撒 400～600 t的氯盐 , 主要集中 在立交桥和主干道上 , 目前这些部位的混凝土已出现钢筋锈 蚀破坏 , 并开始进行修补 。
阳极极化电位 /mV
B-2
- 511 681 676 664 664 654 640 628 624 588
阳极平均极化电位 / mV
B-3
- 468 683 676 678 661 650 650 635 630 589 - 471 678 680 671 664 652 643 632 627 589
- 441 699 700 701 698 694 698 693 693 694
(2) 掺 B的砂浆钢筋锈蚀试验 , 见表 4。 表 4 掺 B的砂浆钢筋锈铁试验
项目
B 砂浆
极化时间 / m in
0
2
4
6
8 10 15 20 25 30
B-1
- 479 671 687 671 666 652 639 633 627 590
试验配制 9种不同的浸泡溶液 , 其中一号溶液不放氯化 钠和任何抗腐蚀阻锈剂 ; 二号只放氯化钠 , 不放抗腐蚀阻锈 剂 ; 三号 、四号 、五号 、六号放相同含量的氯化钠和不同组 分的抗腐蚀阻锈剂 , 其中 , 三号放 A 抗腐蚀阻锈组分 , 四号 放 B抗腐蚀阻锈组分 , 五号放 C抗腐蚀阻锈组分 , 六号放 D 抗腐蚀阻锈组分 , 七号放 E抗腐蚀阻锈组分 , 八号放 F抗腐 蚀阻锈组分 , 九号放 NN抗腐蚀阻锈组分 。
级 。主要技术指标如表 1、2。
表 1 水泥物理性能
细度 /%
比表面积 标准稠度
/m2·kg - 1
/%
凝结时间 安定性 / h·m in
初凝 终凝
抗折强度 抗压强度
/M Pa
Βιβλιοθήκη Baidu
/M Pa
3 d 28 d 3 d 28 d
112
22
2710 合格 2∶47 3∶38 514 913 2810 5411
阳极平均极化电位 /mV
表 9 掺 NN砂浆钢筋锈蚀试验 NN 砂浆
0
2
4
6
8 10 15 20 25 30
NN - 1
- 429 654 663 659 659 622 601 564 553 535
NN - 2
- 443 678 669 657 658 620 589 559 555 534
NN - 3
C- 3
- 495 627 629 568 557 520 493 438 428 391
- 492 633 629 571 553 518 490 435 427 386
25
(4) 掺 D 的砂浆钢筋锈蚀试验 , 见表 6。
项目
表 6 掺 D的砂浆钢筋锈蚀试验 D 砂浆
极化时间 /m in
0
2
4
6
8 10 15 20 25 30
阳极极化电位 /mV
D-1 D-2
- 522 721 721 645 533 471 401 323 255 174 - 537 718 699 623 531 465 397 309 237 158
D-3 阳极平均极化电位 /mV (5) 掺 E的砂浆钢筋锈蚀试验 , 见表 7。
对钢筋混凝土结构性能和钢筋锈蚀的防护进行研究具有 重大的经济意义 , 同时也具有很大的社会意义 。关键是能研 制一种既能提高钢筋的抗阻锈性能 , 又能提高改善钢筋混凝 土结构的各项性能的混凝土添加剂是非常必要的 。
2 试验材料及方法
211 原料的选择 水泥 : 采用拉法基生产的纯硅酸盐水泥 , 标号为 4215
(6) 掺 F的砂浆钢筋锈蚀试验 , 见表 8。
表 8 掺下的砂浆钢筋锈蚀试验
项目 极化时间 /m in
F砂浆
0
2
4
6
8 10 15 20 25 30
阳极极化电位 /mV
F- 1 F- 2
- 418 657 685 660 649 636 626 622 620 611 - 430 681 678 658 652 630 625 618 619 609
0
2
4
6
8 10 15 20 25 30
A-1
- 417 711 702 708 699 698 701 692 696 693
A-2
- 462 689 695 697 700 694 699 694 689 695
A-3
- 443 697 704 698 694 689 693 693 694 693
[收稿日期 ] 2006 - 07 - 05
表 2 水泥化学分析及矿物组成 / %
SIO2 A l2O3 Fe2O3 CaO M gO SO3 NaO eq LO SS f - CaO C3S C3A
20163 4129 2172 63115 2118 3103 0160 1193 0170 51199 6161
8076 - 1997 《混凝土外加剂 》附录中钢筋锈蚀快速试验方法 (硬化砂浆法 ) 来模拟钢筋在混凝土中的锈蚀情况 , 虽然砂 浆和混凝土本体上有所差异 , 但我们研究的是仅对钢筋保护 层中性化造成的钢筋锈蚀 , 所以砂浆中的钢筋锈蚀情况基本 上能说明混凝土中的情况 。
试验中所用的溶液为 3%的氯 化 钠 溶 液 , S /C 比 为 3, W /C比为 016。水灰比放大的目的是增加砂浆中的自由水 , 放大氯离子对钢筋的锈蚀作用 , 使得试验结果的差异性放 大 , 有利于我们比较各种抗腐蚀组分 。
阳极平均极化电位 /mV
F- 3
- 421 691 687 665 649 630 630 620 617 610 - 423 676 683 661 650 632 627 620 619 610
(7) 掺 NN的砂浆钢筋锈蚀试验 , 见表 9。
项目 极化时间 /m in
阳极极化电位 /mV
(4) 钢筋制备 。采用直径 12 mm , 长 100 mm 的光圆钢 筋 。依次用 100、200、600目的 SiC水砂纸打磨至表面粗糙 度 Ra的最大允许值为 116 μm。然后水洗 , 干燥 , 用丙酮脱 脂 , 干燥 , 放入干燥器中备用 。试验时将制备好的 12 号圆 钢试件放入上面的溶液中 , 在规定的时间内 , 观察溶液的颜 色变化 , 沉淀情况以及试件的表面状态 , 锈蚀情况 , 然后将 试件烘干称量 。
抗锈蚀系数 S越大说明抗锈蚀性能越好 , 反之则比较 差 , 具体试验方法设计如下 :
- 491 656 675 687 685 676 657 691 684 676 - 508 671 681 668 676 646 689 658 663 686
阳极平均极化电位 /mV
E- 3
- 472 658 664 678 667 684 678 676 676 687 - 490 662 673 678 676 669 675 675 674 683
试20
06 年第 验研
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期 究
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辽宁建材
N ING BU ILD ING MATER IALS
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NST防腐阻锈型 高性能混凝土防水剂的研究
松 柏 1 , 陈翠红 2 , 尚德瑞 3 , 王彦文 3
(11鞍山市建设工程质量检测中心 , 辽宁 鞍山 114001; 21辽宁省建设科学研究院 , 辽宁 沈阳 110005; 31鞍山市鹏程混凝土外加剂有限公司 , 辽宁 鞍山 114001)
[摘 要 ] 本文通过钢筋锈蚀试验和不同阻锈剂的氯化钠溶液对钢筋的锈蚀试验 , 筛选出效果较好的抗腐蚀阻锈成份 , 再
通过与其它组分的合理复配 , 构成 NST防腐阻锈型高性能混凝土防水剂的基本配方 。
[关键词 ] 防腐阻锈 ; 钢筋锈蚀 ; 防水剂
[中图分类号 ] TU528104216
(3) 掺 C的砂浆钢筋锈蚀试验 , 见表 5。
项目 极化时间 /m in
阳极极化电位 /mV
阳极平均极化电位 /mV
表 5 掺 C的砂浆钢筋锈铁试验 C砂浆
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C- 1
- 479 635 615 572 552 518 490 437 427 388
C- 2
- 501 637 644 573 550 517 487 430 426 379
(3) 溶液配制 。 ①号自来水 : 500 m l, 氯化钠 : 0 g, 抗腐蚀阻锈组分 : 0 g
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②号自来水 : 485 m l, 氯化钠 : 15 g, 抗腐蚀阻锈组分 : 0 g ③号自来水 : 485 m l, 氯化钠 : 15 g, 抗 腐 蚀 阻 锈 组 分 (A) : 30 g ④号自来水 : 485 m l, 氯化钠 : 15 g, 抗 腐 蚀 阻 锈 组 分 (B) : 30 g ⑤号自来水 : 485 m l, 氯化钠 : 15 g, 抗 腐 蚀 阻 锈 组 分 (C) : 30 g ⑥号自来水 : 485 m l, 氯化钠 : 15 g, 抗 腐 蚀 阻 锈 组 分 (D) : 30 g ⑦号自来水 : 485 m l, 氯化钠 : 15 g, 抗 腐 蚀 阻 锈 组 分 (E) : 30g ⑧号自来水 : 485 m l, 氯化钠 : 15 g, 抗 腐 蚀 阻 锈 组 分 (F) : 30 g ⑨号自来水 : 485 m l, 氯化钠 : 15 g, 抗 腐 蚀 阻 锈 组 分 (NN) : 30 g
- 498 719 703 632 540 466 382 312 241 171 - 492 719 708 633 535 467 393 315 244 168
表 7 掺 E的砂浆钢筋锈蚀试验
项目 极化时间 /m in
E砂浆
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阳极极化电位 /mV
E- 1 E- 2
- 439 681 675 664 660 630 601 587 554 539
- 437 671 669 660 659 624 597 570 554 536
从试验的结果分析 , 掺有混凝土阻锈剂 A 和 E的砂浆 , 在通电 30 m in后 , 电位值几乎没有下降 , 如图 A、 E所示 , 这说明 A、 E砂浆中的钢筋表面已被钝化 , 表明阳极钢筋表 面的钝化膜完好无损 , 所测的阻锈剂对钢筋起到了充分的阻 锈作用 。而掺有 C、D 的砂浆 , 在通电 30 m in后 , 电位值急 剧下降 , 掺 C的阳极钢筋电位从开始 2 m in的 633 mv降到了 30 m in的 386 mV , 而掺 D 的阳极钢筋电位从开始 2 m in的 719 mV 更是降到了 30 m in的 168 mV , 表面阳极钢筋已被锈
砂 : ISO 标准砂 。 水 : 自来水 (饮用水 ) 。 氯化钠 : 分析纯 。 抗腐蚀阻锈组分 : 有机阻锈 剂 (A、B ) , 无 机 阻 锈 剂 (C、D ) , 市场用 NN、有机无机复合 ( E、 F) 。
212 试验方法的确定 (1) 抗腐蚀阻锈组分对钢筋锈蚀作 用的影响参照 GB
3 结果与分析
311 抗腐蚀阻锈组分对钢筋锈蚀作用的影响 试验应用钢筋阻锈测定仪 ( PS - 6型恒电位 /恒电流仪 )
测定的结果如下 : (1) 掺 A的砂浆钢筋锈蚀试验 。见表 3。
项目 极化时间 / m in
阳极极化电位 / mV
阳极平均极化电位 / mV
表 3 掺 A的砂浆钢筋锈蚀试验 A 砂浆
[文献标识码 ] A [文章编号 ] 1009 - 0142 (2006) 04 - 0023 - 04
1 前言
钢筋锈蚀的危害是造成钢筋混凝土结构性能过早失效的 主要原因之一 , 也已经引起广泛关注 。尤其在海工工程中 , 钢筋锈蚀的危害表现更为明显 。在美国 、英国 、中东地区 , 均有大量关于撒除冰盐和海水侵蚀所引起的道路桥梁的混凝 土结构破坏的报道 。在我国钢筋锈蚀现象也很普遍 , 有调查 表明 , 使用 7～25 a的某海港码头 , 有 89%出现了钢筋腐蚀 问题 。连云港某码头使用不到 3 a、湛江某码头使用不到 4 a、 宁波某码头使用不到 10 a, 均出现梁架顺筋开裂 , 并着手修 补的事例 。深圳某些民用建筑 , 因使用海沙 , 几年内即发生 钢筋腐蚀破坏 。腐蚀环境中的工业建筑 , 钢筋腐蚀现象更为 普遍突出 。修补 、加固的花费巨大 , 停工停产的间接损失更 难以估计 。此外 , 我国北方地区仍然运用撒盐化冰雪的方 法 , 仅北京市每年冬天至少撒 400～600 t的氯盐 , 主要集中 在立交桥和主干道上 , 目前这些部位的混凝土已出现钢筋锈 蚀破坏 , 并开始进行修补 。
阳极极化电位 /mV
B-2
- 511 681 676 664 664 654 640 628 624 588
阳极平均极化电位 / mV
B-3
- 468 683 676 678 661 650 650 635 630 589 - 471 678 680 671 664 652 643 632 627 589
- 441 699 700 701 698 694 698 693 693 694
(2) 掺 B的砂浆钢筋锈蚀试验 , 见表 4。 表 4 掺 B的砂浆钢筋锈铁试验
项目
B 砂浆
极化时间 / m in
0
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B-1
- 479 671 687 671 666 652 639 633 627 590
试验配制 9种不同的浸泡溶液 , 其中一号溶液不放氯化 钠和任何抗腐蚀阻锈剂 ; 二号只放氯化钠 , 不放抗腐蚀阻锈 剂 ; 三号 、四号 、五号 、六号放相同含量的氯化钠和不同组 分的抗腐蚀阻锈剂 , 其中 , 三号放 A 抗腐蚀阻锈组分 , 四号 放 B抗腐蚀阻锈组分 , 五号放 C抗腐蚀阻锈组分 , 六号放 D 抗腐蚀阻锈组分 , 七号放 E抗腐蚀阻锈组分 , 八号放 F抗腐 蚀阻锈组分 , 九号放 NN抗腐蚀阻锈组分 。
级 。主要技术指标如表 1、2。
表 1 水泥物理性能
细度 /%
比表面积 标准稠度
/m2·kg - 1
/%
凝结时间 安定性 / h·m in
初凝 终凝
抗折强度 抗压强度
/M Pa
Βιβλιοθήκη Baidu
/M Pa
3 d 28 d 3 d 28 d
112
22
2710 合格 2∶47 3∶38 514 913 2810 5411
阳极平均极化电位 /mV
表 9 掺 NN砂浆钢筋锈蚀试验 NN 砂浆
0
2
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NN - 1
- 429 654 663 659 659 622 601 564 553 535
NN - 2
- 443 678 669 657 658 620 589 559 555 534
NN - 3
C- 3
- 495 627 629 568 557 520 493 438 428 391
- 492 633 629 571 553 518 490 435 427 386
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(4) 掺 D 的砂浆钢筋锈蚀试验 , 见表 6。
项目
表 6 掺 D的砂浆钢筋锈蚀试验 D 砂浆
极化时间 /m in
0
2
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8 10 15 20 25 30
阳极极化电位 /mV
D-1 D-2
- 522 721 721 645 533 471 401 323 255 174 - 537 718 699 623 531 465 397 309 237 158
D-3 阳极平均极化电位 /mV (5) 掺 E的砂浆钢筋锈蚀试验 , 见表 7。
对钢筋混凝土结构性能和钢筋锈蚀的防护进行研究具有 重大的经济意义 , 同时也具有很大的社会意义 。关键是能研 制一种既能提高钢筋的抗阻锈性能 , 又能提高改善钢筋混凝 土结构的各项性能的混凝土添加剂是非常必要的 。
2 试验材料及方法
211 原料的选择 水泥 : 采用拉法基生产的纯硅酸盐水泥 , 标号为 4215
(6) 掺 F的砂浆钢筋锈蚀试验 , 见表 8。
表 8 掺下的砂浆钢筋锈蚀试验
项目 极化时间 /m in
F砂浆
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阳极极化电位 /mV
F- 1 F- 2
- 418 657 685 660 649 636 626 622 620 611 - 430 681 678 658 652 630 625 618 619 609
0
2
4
6
8 10 15 20 25 30
A-1
- 417 711 702 708 699 698 701 692 696 693
A-2
- 462 689 695 697 700 694 699 694 689 695
A-3
- 443 697 704 698 694 689 693 693 694 693
[收稿日期 ] 2006 - 07 - 05
表 2 水泥化学分析及矿物组成 / %
SIO2 A l2O3 Fe2O3 CaO M gO SO3 NaO eq LO SS f - CaO C3S C3A
20163 4129 2172 63115 2118 3103 0160 1193 0170 51199 6161
8076 - 1997 《混凝土外加剂 》附录中钢筋锈蚀快速试验方法 (硬化砂浆法 ) 来模拟钢筋在混凝土中的锈蚀情况 , 虽然砂 浆和混凝土本体上有所差异 , 但我们研究的是仅对钢筋保护 层中性化造成的钢筋锈蚀 , 所以砂浆中的钢筋锈蚀情况基本 上能说明混凝土中的情况 。
试验中所用的溶液为 3%的氯 化 钠 溶 液 , S /C 比 为 3, W /C比为 016。水灰比放大的目的是增加砂浆中的自由水 , 放大氯离子对钢筋的锈蚀作用 , 使得试验结果的差异性放 大 , 有利于我们比较各种抗腐蚀组分 。
阳极平均极化电位 /mV
F- 3
- 421 691 687 665 649 630 630 620 617 610 - 423 676 683 661 650 632 627 620 619 610
(7) 掺 NN的砂浆钢筋锈蚀试验 , 见表 9。
项目 极化时间 /m in
阳极极化电位 /mV
(4) 钢筋制备 。采用直径 12 mm , 长 100 mm 的光圆钢 筋 。依次用 100、200、600目的 SiC水砂纸打磨至表面粗糙 度 Ra的最大允许值为 116 μm。然后水洗 , 干燥 , 用丙酮脱 脂 , 干燥 , 放入干燥器中备用 。试验时将制备好的 12 号圆 钢试件放入上面的溶液中 , 在规定的时间内 , 观察溶液的颜 色变化 , 沉淀情况以及试件的表面状态 , 锈蚀情况 , 然后将 试件烘干称量 。