电化学沉积法提升混凝土抗微生物腐蚀性能的过程控制及机理

基本信息
批准号:51778209
项目类别:面上项目
资助金额:60.00
负责人:储洪强
学科分类:
依托单位:河海大学
批准年份:2017
结题年份:2021
起止时间:2018-01-01 - 2021-12-31
项目状态: 已结题
项目参与者:刘大智,韩林,宋子健,钱霞,崔征,陆伟,王婷婷,朱正宇
关键词:
微生物侵蚀混凝土过程控制机理电化学沉积
结项摘要

Microbiological induced corrosion (MIC) is a leading deterioration mechanism in concrete wastewater conveyance systems. The project focuses on breaking the MIC cycle by preventing colonization of the bacteria responsible for converting hydrogen sulfide to sulfuric acid. Electrokinetics is used to drive an antimicrobial agent (cuprous oxide) into the porous wall surface of concrete specimens. It will have important sense to promote the safety and service life of structures by improving the performance of sewer concrete to resist microbial induced corrosion. According to the waste water environment, this project makes a systematic research on the process control and mechanism of improving the antimicrobial induced corrosion property by electrodeposition technique. Starting with the influencing factors on Cu2O depositing, parameters such as solution composition and current density have been studied, and the selection principles and methods of control parameters are proposed. On this basis, the concrete specimens after electrodeposition treatment and control specimens were immersed in the microbial corrosion solutions and their performance was compared. The enhance law of the antimicrobial induced corrosion property by Cu2O electrodeposition has been revealed. The enhance mechanism of the antimicrobial induced corrosion property by Cu2O electrodeposition can be explored by means of analyzing the transport behavior of Cu+ ion and corrosion products after erosion. Several methods were applied to improve the quality of Cu2O sediments. And the best way was put forward after comprehensive analysis. The research achievement will provide the theoretical foundation and technical support to the improvement of concrete durability.

下水道混凝土抗微生物腐蚀性能的改善对结构物安全性和使用寿命的提高等具有重要意义。本项目针对污水环境,系统研究电化学沉积法提升混凝土抗微生物腐蚀性能的过程控制及机理。从混凝土上沉积Cu2O的影响因素入手,开展溶液组成、电流密度等对沉积物质量的影响,提出Cu2O沉积的过程控制参数的选取原则与方法。在此基础上,比较沉积处理后与基准混凝土经过微生物腐蚀试验后性能的变化,揭示Cu2O沉积对混凝土抗微生物腐蚀性能的提升规律。通过分析Cu+离子的迁移行为及微生物侵蚀后的腐蚀产物,探明Cu2O沉积对混凝土抗微生物腐蚀性能的提升机理。探索采用多种方式提高沉积物Cu2O的质量,综合比较提出在混凝土上沉积高质量Cu2O的方法。研究成果可为提高混凝土下水道的耐久性提供理论依据和技术支持。

项目摘要

研究电化学沉积法提升混凝土抗微生物腐蚀性能的过程控制及机理,对污水环境中钢筋混凝土抗微生物腐蚀性能的改善、结构物安全性和使用寿命的提高等具有重要意义。本项目针对污水环境中的钢筋混凝土结构,采用电沉积氧化亚铜的方法提升混凝土的抗微生物腐蚀性能。从混凝土上沉积Cu2O的影响因素入手,开展了通电时间、电流密度、溶液种类、浓度、pH值、温度等参数对铜元素含量、沉积物组成成分及微观形貌等的影响规律,提出了Cu2O沉积过程的控制参数。采用全浸泡、半浸泡法,研究了不同参数影响下, Cu2O沉积对混凝土抑菌性能的影响规律,揭示了Cu2O沉积对混凝土抗微生物腐蚀性能的提升机理。探讨了脉冲电沉积、添加表面活性剂等方式提升混凝土上沉积层质量的思路和方法,创新性地研究了基于化学镀法混凝土上镀铜及其抗微生物腐蚀性能。项目在Cu2O沉积对混凝土抗微生物腐蚀性能的提升规律及机理、脉冲电沉积和添加表面活性剂提升沉积层的质量、混凝土上化学镀铜以提升其抗微生物腐蚀性能等方面取得了创新成果,研究成果可为提高污水环境中钢筋混凝土结构的耐久性提供理论依据和技术支持。项目已经发表论文16篇,其中SCI收录论文15篇,申请发明专利8项,已培养硕士2名、正在培养博士研究生1名,硕士研究生3名。

项目成果
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数据更新时间:2023-05-31

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