金属腐蚀试验：混凝土中钢筋腐蚀速率！

我今天要介绍的金属腐蚀试验是关于测量混凝土中钢筋腐蚀速率的腐蚀试验。这些腐蚀试验提供了有关反应动力学的重要信息。这些技术大多数基于测量腐蚀钢筋的极化电阻。这通常是通过使直流电通过系统来激励钢-混凝土界面来实现的。

腐蚀速率是通过极化电阻的测量来测量的，极化电阻是指当向系统施加小的电势或电流时所施加的电压与所测量的电流之间的比率，反之亦然。

使用Stern-Geary方程，可以测量腐蚀速率。在这个方程中，B是Stren-Geary常数，可以通过已知阳极和阴极Tafel系数以数值方式确定，或者通过测量质量损失来通过实验确定。另一个重要参数是极化面积。

已经开发了许多腐蚀试验程序来计算极化电阻。

我将从线性极化电阻(LPR)测量开始。在这种腐蚀试验技术中，使用了三电极电池(带有或不带有用于电流限制的保护环)。该测试依赖于识别正发生阴极极化的开路电势附近的电势漂移与电流关系的线性部分。有两种方法可以进行LPR测试：恒电位扫描，其中以恒定的扫描速率增加电压，并记录响应电流。或恒电流扫描，其中电流以恒定扫描速率增加，并记录响应电位。通常建议在开路电势的两侧扫频不应超过±12 mV。否则不能保证关系的线性。

我要讨论的下一个腐蚀试验技术是恒电流脉冲技术。这里使用的主要概念与LPR非常相似。阳极电流脉冲从放置在混凝土表面上的对电极恒电流施加到钢筋上。施加电流的大小通常在2至400μA的范围内，脉冲持续时间小于30 s。这种小的阳极电流改变了混凝土中钢筋的潜力。实际上，钢筋(工作电极)从开路电势开始沿阳极方向极化。对于使用此技术的仪器进行电气连接，必须接近钢筋。电位由位于探针中心的参比电极测量，电流通过位于参比电极周围的对电极施加。在这种类型的仪器中通常使用保护环来限制沿钢筋的电流分布。

下一种腐蚀试验技术是交流阻抗法，其中交流电流用于研究混凝土中腐蚀钢筋的电响应。交流阻抗技术是腐蚀研究中非常强大的技术。将小的交流电势施加到钢筋上，并分析电流响应。然后确定系统的阻抗。这是在很宽的频率范围内完成的，这很费时间(尤其是在频谱的较低端)。系统在较高频率范围内的响应更能代表混凝土材料，而较低范围则很好地表明了钢筋混凝土界面的状况。两者之间的差异可以产生极化电阻。该方法很难用作现场技术，但在实验室研究中可能是非常有用的技术。

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