阻銹劑的性能評(píng)價(jià)方法不僅關(guān)系到阻銹劑的研發(fā)，更關(guān)系到阻銹劑未來(lái)的推廣和應(yīng)用，因此研究阻銹劑性能評(píng)價(jià)方法也十分重要。阻銹劑性能評(píng)價(jià)方法主要包括電化學(xué)法、表面分析及其他評(píng)價(jià)方法。

    電化學(xué)方法

    電化學(xué)方法比較適合于阻銹劑阻銹機(jī)理研究，主要通過(guò)測(cè)試在混凝土或模擬液中電極表面的反饋信號(hào)，獲得各種界面信息如腐蝕電位、交流阻抗譜、動(dòng)電位極化曲線等，然后通過(guò)擬計(jì)算對(duì)阻銹效果做出評(píng)價(jià)并分析阻銹劑的成膜過(guò)程及阻銹機(jī)理。主要包括半電池電位法、交流阻抗譜法、Tafel極化曲線法和電化學(xué)噪聲法。

    1. 半電池電位法

    半電池電位法是通過(guò)測(cè)量鋼筋表面的電勢(shì)電位來(lái)定性的表征鋼筋的銹蝕情況，鋼筋表面某點(diǎn)的電位以相對(duì)于較穩(wěn)定的參比電極電位比較來(lái)確定。電化學(xué)腐蝕陰極區(qū)由于鈍化膜存在電位變化不大，半電池電位主要取決于陽(yáng)極區(qū)的狀態(tài)，電位越正，則陽(yáng)極區(qū)鈍化膜越完整；測(cè)量電位越負(fù)，則陽(yáng)極區(qū)活化鈍化膜可能出現(xiàn)點(diǎn)蝕。

    通過(guò)判別鋼筋腐蝕發(fā)生的概率對(duì)阻銹效果做出評(píng)價(jià)，概率判別標(biāo)準(zhǔn)如表1所示：

    該方法在工程領(lǐng)域應(yīng)用中比較簡(jiǎn)單、經(jīng)濟(jì)且理論研究較早，是一項(xiàng)比較成熟的檢測(cè)技術(shù)。但是通過(guò)評(píng)判標(biāo)準(zhǔn)僅僅定性的判斷鋼筋的腐蝕狀態(tài)，無(wú)法直接表征鋼筋的腐蝕速率及阻銹效果，對(duì)阻銹劑的作用過(guò)程和機(jī)理研究意義不大。

    2. 交流阻抗譜（EIS）

    交流阻抗譜法是通過(guò)給電化學(xué)體系施加一個(gè)小振幅的交流擾動(dòng)電位或電流，測(cè)得擾動(dòng)信號(hào)與響應(yīng)信號(hào)的比值隨頻率ω或者相位角Φ隨ω的變化，可通過(guò)參數(shù)設(shè)定得到較寬頻率區(qū)域的阻抗譜。既可以避免因擾動(dòng)信號(hào)振幅過(guò)大對(duì)電極界面造成不良影響，又可以獲得較多的電極表面動(dòng)力學(xué)和界面結(jié)構(gòu)信息，更加準(zhǔn)確的測(cè)定阻銹劑的成膜信息。

    交流阻抗譜高頻區(qū)容抗弧反映阻銹劑吸附成膜性能通常與雙電層電容、介電性能及電荷轉(zhuǎn)移電阻相對(duì)應(yīng)，低頻區(qū)感抗弧反映界面信息通常由阻銹劑分子在電極表面吸附—脫附過(guò)程產(chǎn)生。通過(guò)與空白組對(duì)照得出電荷轉(zhuǎn)移電阻、膜層電阻和雙電層電容等相關(guān)參數(shù)，分析阻銹劑的成膜機(jī)理計(jì)算阻銹效果。

    3. 動(dòng)電位極化曲線

    動(dòng)電位極化曲線法又稱為Tafel曲線外推法其測(cè)試原理是給電化學(xué)系統(tǒng)中的電極施加較大幅度的電位，利用動(dòng)電位掃描測(cè)定極化曲線。可以分為強(qiáng)極化區(qū)和鈍化區(qū)，在強(qiáng)極化區(qū)極化電位與腐蝕電流密度的對(duì)數(shù)呈線性關(guān)系，斜率即為Tafel常數(shù)。

    將線性區(qū)域外推可得到腐蝕電位Ecorr及腐蝕電流密度icorr，腐蝕電位及腐蝕電流密度是金屬腐蝕速率的直觀反映，通過(guò)計(jì)算添加阻銹劑前后電極的腐蝕電流密度可得出相應(yīng)的阻銹效率，因此利用極化曲線法對(duì)研究阻銹劑的阻銹效果及性能具有重要意義。

    4. 電化學(xué)噪聲法

    電化學(xué)噪聲法能夠靈敏、準(zhǔn)確和真實(shí)地對(duì)金屬表面狀態(tài)變化情況進(jìn)行檢測(cè)，作用原理類似于極化曲線法，通過(guò)收集電極表面的電位或電流隨時(shí)間發(fā)生的非平衡波動(dòng)信號(hào)得出電化學(xué)噪聲譜圖。

    電化學(xué)噪聲法可有效分析孔蝕誘導(dǎo)期和發(fā)展期的膜層變化，結(jié)合交流阻抗譜圖分析阻銹劑膜層的形成與破壞過(guò)程，可有效分析阻銹劑性能及作用機(jī)理。

    表面分析及其他評(píng)價(jià)方法

    表面分析主要包括XPS能譜法、AFM原子力顯微鏡、SIMS二次離子質(zhì)譜等。

    1. XPS能譜法

    XPS能譜法一方面能說(shuō)明某些元素與鐵的結(jié)合形態(tài)，另一方面可以分析征鋼筋表面成膜前后各元素含量的變化，同時(shí)可以運(yùn)用結(jié)合能的差異分析排氯機(jī)理，是目前表面化學(xué)分析最有力的方法。

    2. AFM原子力顯微鏡

    AFM原力顯微鏡是通過(guò)測(cè)定原子間的相互作用力分析鋼筋表面狀態(tài)的的新技術(shù)，原子間相互作用力與原子間距離密切相關(guān)，因此可分析金屬表面鈍化膜與基體的結(jié)合能力以及鈍化膜薄弱處的狀態(tài)。

    3. SIMS二次離子質(zhì)譜

    SIMS二次離子質(zhì)譜法可檢測(cè)阻銹劑在電化學(xué)腐蝕陰極和陽(yáng)極的覆蓋成膜信息。

    4. 其他評(píng)價(jià)方法

    其他評(píng)價(jià)方法主要是針對(duì)某一類阻銹劑特定性能表征的方法，如MCI型阻銹劑遷移性能表征方法主要有放射性同位素示蹤法、氨氣敏電極法和XPS能譜分析法等。

    放射性同位素示蹤法是用放射性同位素氚取代遷移型阻銹劑中的氫，涂覆在混凝土表面一段時(shí)間后測(cè)定混凝土萃取物β射線放射值分析阻銹劑遷移量。

    氨氣敏電極法是用混凝土試樣將遷移型阻銹劑溶液和空白組溶液隔開一定時(shí)間，用胺敏電極測(cè)量擴(kuò)散后空白組氨的濃度對(duì)遷移性能表征。

    XPS能譜法是涂覆遷移型阻銹劑后在混凝土指定深度取出粉末經(jīng)過(guò)壓片，測(cè)定其中的N/Si摩爾比的變化確定阻銹劑在混凝土的遷移深度。

    JGJ/T 152-2008《混凝土中鋼筋檢測(cè)技術(shù)規(guī)范》、GB 8076-1997《混凝土外加劑》、YB/T 537-2004《鋼筋混凝土阻銹劑》、JTG/T B07-01-2006《公路工程混凝土結(jié)構(gòu)防腐蝕技術(shù)規(guī)范》等同樣規(guī)定了阻銹劑的性能評(píng)價(jià)標(biāo)準(zhǔn)。主要測(cè)試方法有：失重法、硬化砂漿法、干濕循環(huán)法、鹽水浸漬法、混凝土碳化實(shí)驗(yàn)、RCM非穩(wěn)態(tài)氯離子快速遷移實(shí)驗(yàn)、壓汞實(shí)驗(yàn)等。

    綜上所述，鋼筋阻銹劑性能評(píng)價(jià)方法和先進(jìn)的技術(shù)設(shè)備不僅對(duì)阻銹劑分子合成設(shè)計(jì)與作用機(jī)理研究提供了有力的支撐，而且為阻銹劑的推廣應(yīng)用提供了可靠的保障，綜合運(yùn)用多種技術(shù)方法并結(jié)合長(zhǎng)期實(shí)踐驗(yàn)證客觀地對(duì)阻銹性能做出科學(xué)合理的評(píng)價(jià)對(duì)阻銹劑的研發(fā)推廣具有極其重要的意義。

    結(jié)束語(yǔ)

    面對(duì)嚴(yán)酷的海洋腐蝕環(huán)境以及道路橋梁除冰鹽的廣泛使用，鋼筋腐蝕破壞的情況日益嚴(yán)重，鋼筋阻銹劑的用量將越來(lái)越大，因此對(duì)鋼筋阻銹劑的研發(fā)具有非常廣闊的前景。根據(jù)研究理論基礎(chǔ)通過(guò)分子組分設(shè)計(jì)合成環(huán)保、高效、低成本的復(fù)合型阻銹劑是目前鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)腐蝕與防護(hù)領(lǐng)域的研究熱點(diǎn)，對(duì)提高我國(guó)鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)耐久性具有十分重要意義。

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責(zé)任編輯：王元

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