海洋环境中的镀锌钢筋
我的客户听到了对镀锌钢筋性能的好评,当嵌入混凝土用于海洋应用…为什么HDG钢筋优于黑色钢筋在这个特殊的应用?
这是真实的,镀锌钢筋优于这种应用中的黑色钢筋 - 卓越的性能是锌可溶于腐蚀行为的几个因素的结果。由于锌腐蚀产物的流动性,镀锌钢筋的延长性能与腐蚀启动,减少腐蚀动力学的阈值相关,减少腐蚀动力学,以及在混凝土中引起的应力的降低。
当电池与钢表面接触形成时,钢的化学腐蚀就会产生。电池包含四个基本部分:阳极、阴极、电解液和回电流路径。在这个讨论中,让我们把重点放在电解质上。在海洋应用中,电解质是海水——最重要的是海水中的氯含量。对于海洋环境中的预埋钢筋,电解液的饱和程度必须达到才能开始腐蚀。这被称为临界氯阈值。所有金属的临界氯化物阈值都不同,但黑钢最常用的值是1.1磅/码3.。CTL-A International Lead锌研究组织(ILZRO) - 重新推出的CTL-A承包商桥梁桥梁的现场评估HDG钢筋几十年在氯化物环境中不超过黑钢阈值进行腐蚀(参见图表,面向页面)。
1995年ILZRO对HDG螺纹钢的现场评价数据 | ||||||||
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桥/结构名称 | 地点 | 建设年份 | 1975年泽206年 | 1977年泽247年 | 1982年ZE 320 | 1992年泽389. | 1994 ZC型1 | 多年至今超过CI-腐蚀阈值 |
PCA板条 | 伊尔 | 1963-1969 | [6] | |||||
博卡奇卡 | fl | 1972 | [3] | [19] | [21] | |||
7英里 | fl | 1972 | [3] | [19] | ||||
Longbird | 百慕大 | 1952年 | [23] | [42] | [42] | |||
flatts. | 百慕大 | 1966年 | 8. | [28] | [28] | |||
arnes. | IA | 1967年 | 7. | 14. | [26] | |||
蒙彼利埃 | vt. | 1971 | 3. | [10] | [21] | |||
Manicouagan. | 魁北克 | 1966年 | 8. | |||||
Penno的码头 | 百慕大 | 1964/1966/1969 | [28 *] | [28 *] | ||||
汉密尔顿码头 | 百慕大 | 1966年 | [28] | [28] | ||||
RBYC码头 | 百慕大 | 1968年 | [26] | [26] | ||||
皮革、皮革制品 | 巴勒斯坦权力机构 | 1973年 | [8] | [18] | [20] | |||
Betsy Ross. | 巴勒斯坦权力机构 | 1973年 | 8. | |||||
Corapolis | 巴勒斯坦权力机构 | 1972 | 9. | [19] | [21] | |||
好时 | 巴勒斯坦权力机构 | 1975年 | [6] | [16] | ||||
Orangeville. | 巴勒斯坦权力机构 | 1974年 | 7. | |||||
田焦 | 巴勒斯坦权力机构 | 1974年 | 7. | 19. |
从这项研究中,它合理地推断出,镀锌钢的临界氯门槛远高于黑钢,但这只是HDG钢筋显著成功的部分原因。在高pH值环境中(即饱和氢氧化钙溶液…对于这个讨论,湿混凝土混合),锌表面钝化形成一个羟基锌酸钙层。Andrade和Macias的一项研究表明,这种钝化锌酸盐层可以将腐蚀电流(一种测量腐蚀电位的科学方法)降低一个数量级。这一结果是在无氯悬浮液中获得的,而氯化物对这种被动层形成的影响尚未完全了解。Andrade和Macias表明,0.30.9臼齿的氯浓度对钝化锌酸盐层的形成没有影响,但Sergi, Short和Page认为较高浓度的氯对钝化锌酸盐层的形成有影响;但是,它们不报告阈值。尽管如此,钝化后的镀锌层在实验中显示出更低的腐蚀电流,锌损失为1.5 m/年,使用寿命为100年ASTM A767班级涂层。
最终的,也许,最显着的现象促进了镀锌钢筋优越性的性能,涉及锌涂层本身的实际腐蚀产物。在其最严重的形式下裂解 - 或者,由于金属转化为腐蚀产品而导致的内部压力局部增加,因此发生剥落 - 发生剥落。作为钢化腐蚀,作为腐蚀反应的一部分形成的巨大产品需要一些地方去,压力构建,直到混凝土矩阵结果的裂缝。持续的腐蚀导致生产更多腐蚀产品,进一步开裂混凝土和剥落,直到物品不再适合服务。锌涂层钢筋的腐蚀以略微不同的方式发生。锌腐蚀产品非常小,远离钢筋的表面,并进入混凝土基质的散装介质。这可以在图中看到,右图,
这种现象导致内部压力的小幅增加,速度较慢。最终,这转化为镀锌钢筋的更长的使用寿命。
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