不同pH值模拟混凝土孔隙液中镀锌层的阳极特性逆(2)

图2

试样实际工况模拟

B ’处（有镀锌层存在的钢基体处）所发生的反应；图2中的盐桥相当于图1中混凝土的横向孔隙

C 。

电极材料准备与文献［1］相同。具体步骤如下：电极原材料为DN25热镀锌钢管，内衬聚丙烯，基体材料为Q235钢。用背散射电子技术测定镀锌层厚度为45 55μm 。从镀锌管上截取20mm ˑ20mm 试样，焊接测试导线，并依次用酒精、蒸馏水擦拭及清洗

镀锌层测试表面，最后以松香石蜡封样，且留出1cm

2

作为工作面；对于去锌层钢基，则先用砂轮和砂纸将其表面镀锌层去除，然后按照镀锌试样的处理方法处理。1．2条件准备

1．2．1

混凝土孔隙液配制

混凝土孔隙液主要是不同pH 值的含Ca （OH ）

2

的碱性溶液，混凝土孔隙液A 分两类：一类为不同pH 值的3．5%NaCl 溶液，pH 值为7．0时，编号为1，pH 值为12．5时，编号为2，其溶液是在3．5%NaCl 溶液中加入过量Ca （OH ）2制得的；另一类为不同pH 值的饱和Ca （OH ）2溶液，是用0．8mol /L NaHCO 3和0．25mol /L NaOH 溶液调整饱和Ca （OH ）2溶液的pH 值至10．0，11．0，12．0，12．5制得的，分别用编号3 6表示。1．2．2

盐桥制备

将4g 琼脂置于500mL 烧杯中，加入200mL 蒸馏水，

加热使琼脂完全溶解。将62g KCl 加热至溶解，从三叉Y 形管（见图3）的管口I 中灌入，静置，待管中溶胶完全冷凝后再将管口Ⅱ，Ⅲ透明密封胶撕去，

用刀片除去管口多余的琼脂。将制成的盐桥插入饱和KCl 溶液中备用

。

图3Y 型管结构图

以2块5cm 2

铜片作电极，置于2份3．5%NaCl

溶液中，盐桥的管口Ⅱ，Ⅲ分别置于其中，铜电极尽量移近到管口处，

用恒电位阶跃法测试I -t 响应曲线，从I t =0的值估算体系的电阻约为250Ω（包括了2块铜电极的表面阻抗和盐桥电阻），因而盐桥的电阻小于250Ω，可粗略认为是图2电偶电池的内阻。1．3

测试与分析（1）电位-时间曲线

以EG＆G -PAR263A 型电

化学工作站进行测试：饱和甘汞电极为参比电极，电位-时间测试时间1800s ，

温度为室温。测试分2组：将去锌层钢基置于溶液1中，镀锌试样置于溶液1 6中，立即测试得到7组电极电位数据，并绘制电位-时间曲线，

此为无预浸泡数据；将镀锌试样和去锌层钢基在测试溶液中浸泡24h 后测试，

获得的7组电极电位数据为预浸泡后的数据。如无特别说明，所给电位值均为相对饱和甘汞电极（SCE ）。

（2）电偶电流

测试图2两个电极的电位和电极

之间的电偶电流，从热力学和动力学两方面评价镀锌层在各种不同情况下对钢基体的保护作用。

电偶电流测试按文献［1］的方法进行。测试时间3600s ，数据采集频率2s /点，所有测试均在室温下进行。与电位-时间测试一样，分别记录数据并绘制无预浸泡和预浸泡24h 后的电偶电流-时间曲线。

2

结果与讨论

2．1

电极电位2．1．1

无预浸泡

试样在各种模拟孔隙液中的电位-时间曲线见图

图4。其中：曲线A 电位的变化范围为－0．639 －0．505V ，相对于标准氢电极（SHE ）的变化范围为－0．396 －0．262V ，对比Fe -H 2O 体系E -pH 关系（相对于SHE ）［4］可知，去锌层钢基的电位值落在其腐蚀区内。同理，曲线B 相对于SHE 的电位值为－0．717 －0．716V ，对比Zn -H 2O 体系E -pH 关系（相对于SHE ）［5］可知，其在腐蚀区内；依此类推，曲线C G 的电位值表明镀锌层均处于钝化区

。

图4试样无预浸泡的电位-时间曲线

2

不同pH 值模拟混凝土孔隙液中镀锌层的阳极特性逆转