1 太原理工大学土木工程学院，太原 030024
2 山西六建集团有限公司，太原 030024
为节约水泥资源，响应“双碳”目标，本文探究以工业固废赤泥和钢渣粉与水泥复合固化流态土，对不同赤泥和钢渣粉掺量下流态固化土的工作性能、抗压强度、电化学阻抗谱和微观结构进行试验研究。结果表明，改变赤泥-钢渣粉掺量可以调控流态固化土工作性能，坍落度随赤泥掺量的增大呈先增大后减小的趋势，赤泥掺量为10%(质量分数)时，坍落度达到最大值，为203.0 mm，凝结硬化时间随赤泥掺量的增大逐渐缩短，初凝时间为250~285 min。流态固化土的抗压强度主要由水化反应生成的水化硅酸钙(C-S-H)凝胶和钙矾石构成，赤泥掺量为20%(质量分数)时，28 d龄期的抗压强度达到最大值，为4.67 MPa，赤泥和钢渣粉存在协同作用，复掺赤泥和钢渣粉使C-S-H凝胶的生成量增加，流态固化土的力学性能得到了提升。随着赤泥掺量的增大，容抗弧半径、阻抗模值和相位角峰值、孔溶液电阻Re和凝胶中双电层电容Q均呈先增大后减小的趋势，当赤泥、钢渣粉和水泥的质量比为2∶3∶5时均达到最大值，电化学阻抗谱及其等效电路拟合结果与抗压强度变化规律一致，电化学阻抗谱技术用于流态土固化效果的无损测试具有可行性。
流态固化土 赤泥 钢渣粉 工作性能 抗压强度 电化学阻抗谱 fluidized solidified soil red mud steel slag powder working performance compressive strength electrochemical impedance spectroscopy
江苏科技大学建筑与土木工程系, 镇江 212000
通过自制设备对珊瑚混凝土构件进行弯曲应力加载试验, 研究弯曲应力对珊瑚混凝土中不同保护层厚度下不同种类钢筋锈蚀的影响程度。通过ABAQUS有限元分析软件模拟钢筋珊瑚混凝土构件模型在弯曲应力作用下的应力大小和受力状态, 并采用极化曲线、电化学阻抗谱分析对比分析不同种类钢筋在弯曲应力作用下的锈蚀情况。结果表明: 自制设备可以较好地模拟弯曲应力和海洋环境耦合作用下的钢筋锈蚀情况; 钢筋的耐腐蚀性能会随着弯曲应力的增大而降低; 在一定保护层厚度范围(0～30 mm), 增大弯曲应力对钢筋锈蚀的影响显著, 但当保护层增大到一定程度(50 mm)时, 增大弯曲应力对钢筋锈蚀的影响逐渐变小; 弯曲应力对钢筋的影响程度由强到弱依次为HPB400钢筋、镀锌钢筋、304不锈钢钢筋。
弯曲应力 珊瑚混凝土 保护层厚度 钢筋种类 极化曲线 电化学阻抗谱 bending stress coral concrete protective thickness reinforcement type polarization curve electrochemical impedance spectra (EIS)
为探明氧浓度对海水海砂砂浆中钢筋锈蚀的影响, 采用丝束电极技术, 研究不同氧浓度(5%、21%、85%, 体积分数)和水胶比(0.48、0.18)的海水海砂砂浆中电极表面腐蚀电位分布与电化学阻抗谱的时变规律。结果表明, 丝束电极的极化电阻随腐蚀龄期的增加而降低, 腐蚀电流密度随腐蚀龄期的增加而增加, 且水胶比越大、氧浓度越高, 两者的变化幅度越大。根据测试结果可判断, 钢筋腐蚀的概率随氧浓度的增加而增大: 较低的氧浓度(5%)可大大延缓钢筋由氯离子引发的脱钝行为, 从而有效抑制钢筋腐蚀; 而在高氧环境下, 砂浆中钢筋的锈蚀是一个由局部到全面逐步氧化的非均匀锈蚀过程。减小水胶比可有效提高海水海砂水泥基体系中钢筋的耐腐蚀能力。
丝束电极 海水海砂砂浆 钢筋锈蚀 氧浓度 水胶比 电位 电化学阻抗谱 wire beam electrode seawater sea-sand mortar reinforcement corrosion oxygen concentration water-binder ratio electric potential electrochemical impedance spectroscopy
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2 南京先进激光技术研究院, 江苏 南京 210038
为研究激光清洗对钢铁耐蚀性的影响,采用电化学方法研究激光清洗的AH32钢在3.5%(质量分数)NaCl溶液中的电化学腐蚀行为,并对试样的极化曲线、电化学阻抗谱和表面形貌进行测试与分析。结果表明:激光清洗改善了AH32钢的耐蚀性;在材料的损伤阈值内,随着激光能量密度和光斑搭接率增大,AH32钢的自腐蚀电位正向移动,腐蚀电流密度降低,阻抗弧变大,耐蚀性增加;当激光能量密度为20 J/cm 2、光斑搭接率为50%时,AH32钢的耐蚀性最佳。该结果可为研究纳秒脉冲激光清洗后材料的表面性能提供参考依据。
激光光学 激光清洗 AH32钢 极化曲线 电化学阻抗谱 表面形貌 激光与光电子学进展
2019, 56(21): 211403
1 江苏大学机械工程学院, 江苏 镇江 212013
2 江苏理工学院材料工程学院, 江苏 常州 213001
3 东南大学机械工程学院, 江苏 南京 210096
采用极化曲线、电化学交流阻抗谱、X 射线衍射仪(XRD)测试残余应力、扫描电镜(SEM)测试腐蚀形貌从实验上研究了强激光冲击对7075 铝合金等离子弧焊接头电化学腐蚀行为的影响。研究结果表明，激光冲击后7075 铝合金焊接头表面残余应力由拉应力变成压应力，从而使得铝合金等离子弧焊接头的自腐蚀电位和点蚀电位提高，激光冲击4 次后自腐蚀电位正移700 mV，点蚀电位正移约为1000 mV，极化曲线上出现了电位范围至712.9 mV 的阳极钝化区间。经过激光冲击处理细化晶粒，7075 铝合金焊接头的显微孔洞数量和气穴的体积减少，组织致密性提高，溶液中Cl等原子的渗入被有效阻止，从而降低了腐蚀速率，使自腐蚀电流密度降低了1个数量级。激光冲击使焊接头处晶粒沿β相分布变得均匀，β相与α基相构成的微电偶的活性降低，钝化电阻比冲击前提高了近30 倍，浓差极化现象大为改善。
激光技术 等离子弧焊接头 激光冲击 电化学阻抗谱 极化曲线 点蚀电位 浓差极化 中国激光
2015, 42(11): 1203006
1 江苏大学材料科学与工程学院, 江苏 镇江 212013
2 空军工程大学工程学院, 陕西 西安 710038
3 东南大学机械工程学院, 江苏 南京210096
为了研究激光冲击强化对镁合金耐腐蚀性的影响，采用电化学方法和钕玻璃脉冲激光（波长1064 nm，脉冲宽度20 ns）研究AZ31、AZ61和AZ91三种镁合金在3.5%(质量分数)NaCl溶液中的电化学腐蚀行为，并对合金表面形貌、微观组织、显微硬度、自腐蚀电位和电化学阻抗谱进行实验测试与分析。结果表明：激光冲击强化改善了镁合金的耐腐蚀性。随着激光功率密度的增加镁合金自腐蚀电位正向移动，腐蚀电流密度降低，阻抗弧变大。当功率密度为0.7 GW/cm2时电流密度开始增加，阻抗弧减小。讨论和分析了Al含量、固溶和时效处理对激光冲击镁合金自腐蚀电位和阻抗谱的影响。
激光光学 镁合金 激光冲击强化 自腐蚀电位 电化学阻抗谱 微观组织
