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TiO2材料的制备及表面修饰工艺对其光电化学阴极保护性能的影响
本文通过调整TiO2制备过程中的热处理温度工艺参数,以及采用连续离子层吸附反应法在TiO2表面沉积修饰Co(OH)2,并将Co(OH)2转化为CoOx的表面修饰方法,来制备高性能光催化阳极材料。对不同制备参数的光阳极材料的光电化学阴极保护性能进行测试和分析,确定最佳制备参数条件为:5次Co(OH)2修饰、150℃热处理并保温30 min制备的CoOx修饰TiO2材料,阴极保护电位值可达到-0.35 V。
腐蚀科学与防护技术, 0 Vol. (): 0-0    DOI: 10.11903/1002.6495.2019.149
 
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载流法制备硫酸露点腐蚀模拟气体的试验研究 PDF (397KB)
刘志峰 朱志平 石纯 黄赵鑫
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D-tyrosine对碳钢表面铁细菌生物膜的杀菌增强作用机理研究 PDF (735KB)
罗立辉
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热轧AH36船板钢在室内仓储条件下的腐蚀行为研究 PDF (1733KB)
范益 陈林恒 蔡佳兴 代芹芹 马宏驰 程学群
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Sn、Al对无镍白铜耐腐蚀性能的影响 PDF (453KB)
王帅 刘新宽 刘平 陈小红 李伟 马凤仓 何代华 张珂
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解璇 刘莉 王福会
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  2019年, 第31卷, 第6期 刊出日期:2019-11-15 上一期   
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研究报告
316L不锈钢大气腐蚀的电化学噪声检测:理论模型与应用
夏大海,宋扬,宋诗哲,许立坤
腐蚀科学与防护技术. 2019, 31 (6): 557-564.   DOI: 10.11903/1002.6495.2019.052
摘要   HTML   PDF (5628KB)

采用电化学噪声 (EN) 技术针对大气环境下不同腐蚀状态的316L不锈钢试片进行了EN检测,并研究EN特征参数如电位噪声标准偏差、电流噪声标准偏差、谱噪声电阻和噪声电阻与腐蚀速率之间的关系。实验结果表明,当相对湿度增加时,电流噪声标准偏差及其功率谱密度 (PSD) 增大,电位噪声标准偏差及其PSD减小,谱噪声电阻值减小。当湿度较高时暴露2 a的316L不锈钢试样由于腐蚀动力学发生变化,出现表征钝化膜破裂修复的暂态峰;而空白试样由于钝化膜较为完整,因此电流噪声波动幅值较小。电化学噪声的Thevenin等效电路的模型分析结果表明,电位噪声、电流噪声以及噪声电阻的主要影响因素是溶液电阻Rs以及工作电极和对电极的阻抗模值 (ZaZc)。谱噪声电阻的影响因素除了RsZaZc外,还包括工作电极EN的PSD影响。本文建立的EN电化学等效电路模型分析为大气环境下金属材料的EN检测的可靠性奠定基础,未来有望应用于金属装备或构件在其他工业大气环境中的腐蚀检测。

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石墨烯对无铬达克罗涂层耐蚀性能影响
蔡家斌,肖齐洪,杨绿
腐蚀科学与防护技术. 2019, 31 (6): 565-575.   DOI: 10.11903/1002.6495.2019.127
摘要   HTML   PDF (9301KB)

针对无铬达克罗防腐性能较差的问题,向涂液中添加不同含量石墨烯制备复合涂层以期提升涂层的耐蚀性能。实验采用硝酸铵快速腐蚀实验、浸泡实验、中性盐雾实验测试了涂层的耐蚀性能,利用SEM、EDS、XRD、Raman等方法观察分析了涂层腐蚀前后的组织形貌以及成分变化,明确了石墨烯在无铬达克罗涂层中的形貌与状态,并结合电化学实验,测试了4种涂层在模拟海水 (3.5% (质量分数) NaCl溶液) 中的Tafel极化曲线以及电化学阻抗谱,对其结果进行比较且应用相应的等效电路分析了其提高防腐性能的机理。结果表明:在腐蚀过程中Zn最先被消耗,Al与其他物质发生化学反应生成难溶于水的致密腐蚀产物;石墨烯以片状的结构嵌在锌铝粉之间,与片状锌铝粉相互交叠、保持平行,增加了涂层的致密性;加入少量石墨烯能够使无铬达克罗涂层的自腐蚀电位升高,腐蚀电流密度降低;涂层Nyquist低频半径和Bode幅值在同一时间段内的最大值均为0.12%石墨烯增强涂层,耐盐雾能力最佳。石墨烯加强了无铬达克罗涂层机械的壁垒保护作用,延缓了电解质溶液渗入的进程。

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硫脲增强苯并三氮唑对Cu的防腐作用研究
庄华建,王禅,何福峰,宋启军
腐蚀科学与防护技术. 2019, 31 (6): 576-582.   DOI: 10.11903/1002.6495.2019.044
摘要   HTML   PDF (3816KB)

通过电化学、场发射扫描电子显微镜 (SEM)、接触角测试和X射线光电子能谱 (XPS) 等实验方法,研究了苯并三氮唑 (BTAH) 中加入硫脲 (TU) 对Cu在3% (质量分数) NaCl腐蚀溶液中的缓蚀效果。电化学实验结果表明:在加入0.50 mmol/L TU到含BTAH的体系中时,显著降低Cu在3%NaCl腐蚀溶液中的腐蚀电流密度,提升了电荷转移电阻,抑制效率提高到94.01%。SEM结果显示,在加入0.50 mmol/L TU后,Cu表面网状结构明显,表面对水接触角增大至92.6°。XPS结果显示,加入0.50 mmol/L TU后,Cu含量下降,说明表面的保护膜增厚,提升保护效果。

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两种铝合金接线板耐蚀性能的研究
陈云,杨丙坤,郝文魁,王晓芳,沈谢林,李震,赵蕊
腐蚀科学与防护技术. 2019, 31 (6): 583-589.   DOI: 10.11903/1002.6495.2019.146
摘要   HTML   PDF (3569KB)

采用电化学方法研究了不同温度和不同NaHSO3浓度对5XXX和6XXX两种铝合金接线板材料的腐蚀行为影响。通过周浸腐蚀实验对两种铝合金材料的腐蚀形貌和腐蚀速率进行了分析。结果表明,25~55 ℃范围内,随温度的升高,6XXX铝合金的腐蚀速率增加;5XXX铝合金的腐蚀速率呈先增加后减小的趋势。随NaHSO3浓度的增加,6XXX铝合金的腐蚀速率变化明显。5XXX铝合金比6XXX铝合金耐蚀性好。

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铸态Mg-4Zn-xGa合金的组织与性能研究
朱伟俊,陈吉华,严红革,夏伟军,苏斌,黄文森,巩晓乐
腐蚀科学与防护技术. 2019, 31 (6): 590-596.   DOI: 10.11903/1002.6495.2019.053
摘要   HTML   PDF (3208KB)

采用金相分析、扫描电镜分析、拉伸测试和耐腐蚀性能测试等手段,研究了Ga含量 (质量分数为1%,2%和5%) 对铸态Mg-4Zn基合金显微组织、力学性能和耐生体腐蚀性能的影响。结果表明:Ga的加入可以明显细化铸态合金的晶粒,增加合金中第二相的体积分数,显著提高合金的强度和塑性。其中Mg-4Zn-2Ga合金的综合性能最佳,其抗拉强度、屈服强度和断后伸长率分别为233 MPa、90 MPa和24%,比基体合金分别提高了13.6%、76.5%和33.3%。然而,Ga的加入降低了Mg-4Zn合金的耐生体腐蚀性能,但是Mg-4Zn-5Ga合金的耐蚀性优于Mg-4Zn-2Ga和Mg-4Zn-1Ga合金。铸态Mg-4Zn-5Ga合金在37 ℃ Hank's溶液中浸泡7 d的平均腐蚀速率为2.3 mg/(cm2·d),腐蚀电流密度为29.5 μA/cm2

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海洋大气环境下玻璃鳞片/环氧复合涂层制备及其耐蚀性评价
颜晨曦,王胜荣,张天翼,杨建炜,曹建平
腐蚀科学与防护技术. 2019, 31 (6): 597-602.   DOI: 10.11903/1002.6495.2019.037
摘要   HTML   PDF (2541KB)

针对海洋大气环境下普通碳钢用复合环氧防护涂层进行制备与耐蚀性研究。通过硅烷偶联剂对玻璃鳞片改性,将改性后的玻璃鳞片加入到环氧树脂中制备玻璃鳞片/环氧涂层。通过傅里叶红外光谱仪分析玻璃鳞片结构,利用电化学阻抗谱对比研究涂层耐蚀性,并通过中性盐雾实验评判海洋环境下涂层保护性能。实验结果表明,利用增加羟基配对位的方法可成功对玻璃鳞片表面改性,且玻璃鳞片对溶液中腐蚀性介质有良好的屏蔽作用,显著提高了环氧涂层的耐腐蚀性能。30% (质量分数) 玻璃鳞片改性环氧涂层浸泡648 h后阻抗模值|Z|在107.6 Ω·cm2以上,远高于普通环氧涂层阻抗。计算得到30%玻璃鳞片改性涂层中水分子的扩散系数D为2.07×10-11 cm2/s,远小于普通环氧涂层的扩散系数1.9×10-9 cm2/s。

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埋地管道外防腐层补伤材料层次分析
陶友卓,马廷霞,李振军,陶厅
腐蚀科学与防护技术. 2019, 31 (6): 603-608.   DOI: 10.11903/1002.6495.2019.031
摘要   HTML   PDF (2583KB)

三层聚乙烯涂层 (3PE) 已广泛用作埋地管道的外防腐层,对3PE外防腐层进行修复所采用材料的性能一直是业界所关注的核心问题。针对无溶剂环氧、矿脂油带、粘弹体和冷缠胶带4种补伤材料,采用层次分析法 (AHP) 从材料的基本性能、施工难度及可靠性、经济适用性等性能指标建立综合评价预测模型,对基本性能的实验数据联合对开挖验证补口的结果分析以及材料使用的综合成本进行综合对比分析。结果表明:粘弹体是优异的补伤材料,粘结性是重要的基本性能指标,预测使用比例越高的补伤修复材料其综合性能越好,且在腐蚀性越强的土壤环境中,综合性能高的补伤材料使用比例越高。

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马氏体钢T91和奥氏体钢TP347H管材高温蒸汽氧化层特性研究
郭丹,张维科,彭章华,史庆琳,王梦娇,移增强
腐蚀科学与防护技术. 2019, 31 (6): 609-614.   DOI: 10.11903/1002.6495.2019.059
摘要   HTML   PDF (2794KB)

对含异种管材 (T91马氏体钢和TP347H奥氏体钢) 的末级过热器的蒸汽氧化层进行研究。借助X射线衍射仪、金相显微镜、含能谱的扫描电镜等手段,对比分析氧化层生长和剥离的特征和规律。结果表明:T91、TP347H管材蒸汽氧化层差异显著;以Fe2O3的出现和含量作为管材氧化层剥离行为的征兆,并不具有通用性;T91管材氧化层容易产生孔洞或微裂纹,诱发剥离行为;TP347H管材容易形成连续完整的富铬保护带,减缓氧化层生长。

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X100管线钢鹰潭土壤模拟溶液中腐蚀行为的研究
杨旭,孙福洋,李丹平
腐蚀科学与防护技术. 2019, 31 (6): 615-621.   DOI: 10.11903/1002.6495.2019.136
摘要   HTML   PDF (5007KB)

采用失重法、线性极化曲线和阻抗谱电化学技术,结合SEM、EDS和XRD研究了SRB+IOB对X100管线钢在鹰潭土壤模拟溶液中腐蚀行为的影响。结果表明:X100管线钢在无菌环境下的腐蚀为中度腐蚀,腐蚀速率随浸泡时间的增加先减小,后缓慢增大,腐蚀产物主要为Fe2O3。有菌 (SRB+IOB) 环境下浸泡5 d后的腐蚀为严重腐蚀,浸泡17和40 d后的腐蚀为中度腐蚀,腐蚀速率随浸泡时间的增加不断减小,腐蚀产物主要为FeS和Fe2O3。X100管线钢在无菌环境下的腐蚀倾向为随浸泡时间的增加不断增大,在有菌 (SRB+IOB) 环境下为不断减小。腐蚀速率在无菌环境下为先迅速减小后缓慢增大,在有菌 (SRB+IOB) 环境下为不断迅速减小。SRB+IOB的存在加剧了X100管线钢的腐蚀。

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失效分析
某核电厂楔形闸板阀阀瓣表面司太立合金堆焊层失效分析
张敏,明洪亮,王凡,张志明,王俭秋,韩恩厚,吕群贤
腐蚀科学与防护技术. 2019, 31 (6): 622-630.   DOI: 10.11903/1002.6495.2019.124
摘要   HTML   PDF (5082KB)

某核电厂在检修中发现一楔形闸板阀阀瓣两侧表面司太立合金堆焊层密封面发生局部的疑似脱落,堆焊层在服役过程中处于一回路含B和Li的高温高压水环境。本文使用扫描电子显微镜分析了表面堆焊层的微观组织结构,观察了疑似脱落区域的表面与截面形貌,使用能谱系统对局部的化学组成进行了分析。结果表明,表面堆焊层主要发生了开裂,仅局部发生轻微脱落,在堆焊层近表面区域中存在明显的尺寸较大的结晶缩孔型焊接缺陷,以及少量的焊接孔洞和夹杂物。分析认为,由于焊接工艺不当,堆焊层凝固收缩时在内部形成了枝晶间结晶缩孔,局部连续分布,在堆焊层的厚度方向近似呈带状分布,内部焊接缺陷在密封面外力挤压作用下在堆焊层表面显现导致其发生开裂。

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减压塔底1#泵出口阀后偏心异径接头穿孔原因分析
郑孝军,刘会军
腐蚀科学与防护技术. 2019, 31 (6): 631-636.   DOI: 10.11903/1002.6495.2019.074
摘要   HTML   PDF (1690KB)

针对某炼油厂减压塔底1#泵出口阀后偏心异径接头穿孔泄漏事故,采用化学分析、金相、扫描电镜、能谱等技术对该偏心异径接头的化学成分、金相组织、穿孔部位接头内壁腐蚀破坏状态进行了检验分析。结果表明,渣油中硫元素引起的高温腐蚀与渣油流体的冲刷是造成该偏心异径接头管壁腐蚀减薄、直至穿孔的主要原因。

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碳钢/有机涂层在模拟大气环境中的失效研究与寿命预测
庞震,孙炜,汤小波,唐聿明,赵旭辉,左禹,刘斌,杨磊,杨锐
腐蚀科学与防护技术. 2019, 31 (6): 637-642.   DOI: 10.11903/1002.6495.2019.036
摘要   HTML   PDF (2847KB)

针对有机涂层在大气环境中失效过程较长的特点,利用Corrosion Master腐蚀仿真平台对Q235碳钢/有机涂层体系分别在海洋大气、工业大气和海洋工业大气3种腐蚀环境条件下的服役寿命进行预测,并结合腐蚀电化学相关测试与涂层的失效行为研究结果对仿真计算结果进行了分析和验证。结果表明,相同环境条件下仿真模拟计算结果与实验结果具有较好的一致性,仿真技术可以用于金属/有机涂层在大气环境下的失效行为研究,并可实现寿命预测。

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沿海及强台风环境下10 kV配网架空绝缘导线的失效机理分析
周刚,林德源,韩纪层,严康骅,万芯瑗,邹智敏,姜春海
腐蚀科学与防护技术. 2019, 31 (6): 643-649.   DOI: 10.11903/1002.6495.2019.047
摘要   HTML   PDF (2563KB)

采用宏观与微观形貌分析、X射线衍射和力学分析等手段,对福建沿海某地区“纳沙”台风中10 kV架空绝缘导线的典型断线案例进行了分析。结果表明,绝缘导线在临近绝缘子绑扎处遭受过雷击,导致绝缘皮烧蚀和导线断股,使其无法承受强台风发生时拉应力和剪切力的综合作用,造成了绝缘导线的断线。此外,沿海地区的强腐蚀环境使绝缘子绑扎处的绝缘层发生电痕性破坏,继而导致线芯进水并严重腐蚀,使得导线的力学性能大幅度下降,增大了断线事故的概率。

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某电厂电站锅炉15Mo3低温过热器爆管失效分析
张新,张坤,刘巍栋,李梦阳,高大伟,杜双明,蔡文河,白泽洪
腐蚀科学与防护技术. 2019, 31 (6): 650-658.   DOI: 10.11903/1002.6495.2019.065
摘要   HTML   PDF (5679KB)

对大型电站锅炉15Mo3低温过热器爆管进行失效分析,采用宏观分析、直读光谱仪、金相显微镜、扫描电镜、布氏硬度计、万能试验机等对低温过热器爆管失效进行化学成分、微观组织、氧化、硬度及拉伸性能分析。结果表明:爆管的化学成分满足DIN17155标准的要求;管样的抗拉强度、屈服强度、伸长率和布氏硬度分别达到459 MPa、355 MPa、30.02%和150,满足了DIN17155标准对15Mo3的要求;爆管主要原因是15Mo3材质低温过热器发生腐蚀使管壁不断减薄,最终由于强度不足而发生爆管;管壁腐蚀区域主要位于尿素喷枪下方,腐蚀的主要原因是由于尿素喷枪雾化效果不良,尿素滴落,高温下与金属反应,导致管壁持续减薄;同时对15Mo3低温过热器的安全稳定运行提出了相关的建议。

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乡村大气环境中室外端子箱内铜导线腐蚀失效分析
徐松,谢亿,王军,李登科,李文波,吴堂清
腐蚀科学与防护技术. 2019, 31 (6): 659-664.   DOI: 10.11903/1002.6495.2019.108
摘要   HTML   PDF (3720KB)

利用扫描电子显微镜、X射线衍射仪、X射线光电子能谱仪和离子分析,研究了乡村大气环境中变电站端子箱中铜导线腐蚀失效的原因。结果表明,导线外号码筒溶解出的Cl-加速了铜导线的腐蚀,是导致铜导线腐蚀失效的重要原因。环境中高的空气湿度是导致铜导线腐蚀的另一个关键因素。建议更换已失效铜导线,采用不溶出有害性离子材质的号码筒,并严格控制端子箱内湿度。

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专题介绍
二维层状双金属氢氧化物 (LDHs) 在金属腐蚀防护中应用的研究进展
方露,何青青,胡吉明,张鉴清
腐蚀科学与防护技术. 2019, 31 (6): 665-671.   DOI: 10.11903/1002.6495.2019.068
摘要   HTML   PDF (636KB)

层状双金属氢氧化物 (LDHs) 是一类重要的无机功能材料,广泛应用于吸附、催化、医药、阻燃等领域。本文详细介绍了LDHs的结构特性及其在金属防护中的应用研究进展。包括LDHs作为微纳米级缓蚀剂存储器的制备及其在防护涂层体系中的研究进展,以及LDHs薄膜的制备方法及其对金属的短期防护性能。在此基础上,简要介绍将该种薄膜作为防护涂层体系的预处理层的研究现状。最后,对LDHs在金属防护领域的应用前景和发展方向作出了展望。

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CO2海洋封存系统管道腐蚀特性研究进展
颜开,向勇,陈晓玲
腐蚀科学与防护技术. 2019, 31 (6): 672-680.   DOI: 10.11903/1002.6495.2019.130
摘要   HTML   PDF (2478KB)

碳捕集与封存 (CCS) 技术是减少CO2排放的重要举措。将海洋作为CO2的封存场所可以永久封存大量的CO2,具有广阔的发展前景。液态CO2运输和复杂的海洋环境是CO2海洋封存系统的主要特点,液态CO2中杂质气体组分以及高含盐的外部海洋环境会对CO2运输管道和其他设施造成严重的内腐蚀与外腐蚀问题。本文介绍了CO2海洋封存的原理和方式,着重分析了海洋封存系统中影响CO2运输管道内部腐蚀和外部腐蚀的主要因素,并列举了一些防腐措施。最后,对CO2海洋封存系统腐蚀问题研究进行了展望。

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经验交流
典型海岸带城市烟台重点领域腐蚀状况调查与分析
王建华,吕剑,张宇轩,侯保荣,马秀敏
腐蚀科学与防护技术. 2019, 31 (6): 691-698.   DOI: 10.11903/1002.6495.2019.087
摘要   HTML   PDF (1925KB)

针对典型海岸带城市的腐蚀问题,本工作以烟台为例进行了调查。采用问卷调查与实地调查相结合的方法,对该市40座桥梁、3个港口码头、12家市政管网单位、13家工业企业、20个旅游娱乐单位进行腐蚀状况调查。调查共取得了88个调查对象的腐蚀及防护状况数据,表明烟台各行业领域的腐蚀现象严重:钢筋混凝土结构均出现不同程度的蜂窝麻面、裂缝、锈斑、脱落漏筋、锈胀开裂等现象;钢结构设施也存在不同程度的锈蚀,防护漆漆膜变薄或破损,有腐蚀漏点检出。运用Hoar法估算了烟台市的年腐蚀损失约为2,354,336.4万元,占国民经济总值的3.9%。

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某高频泄漏燃气管道现场试验及泄漏原因分析
李夏喜,王宁,王庆余,杜艳霞
腐蚀科学与防护技术. 2019, 31 (6): 699-702.   DOI: 10.11903/1002.6495.2019.039
摘要   HTML   PDF (1325KB)

随着城镇基础设施的大规模建设,地下金属构件数量及材质类型增多,埋地燃气管道服役环境日益复杂,尤其小区内埋地燃气管道腐蚀泄漏事故频繁发生,但目前对于小区内埋地燃气管道泄漏原因缺乏系统的分析。本文以某小区内高频泄漏燃气管段为研究对象,通过现场测试与试验分析明确了该管段高频泄漏的原因,并提出了解决方案,可为国内同类案例提供参考。

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海工结构混凝土耐久性设计中英标准对比及工程应用
王彭生,曾俊杰,范志宏,王胜年
腐蚀科学与防护技术. 2019, 31 (6): 703-710.   DOI: 10.11903/1002.6495.2019.077
摘要   HTML   PDF (927KB)

通过比较中国国家标准和行业标准与英国标准对海洋工程混凝土结构耐久性设计上的规定,分析中英标准在混凝土结构设计使用年限、腐蚀环境划分和耐久性设计参数上的异同。中英标准在设计使用年限和腐蚀环境的划分规定上类似,英国标准在混凝土耐久性设计参数上规定更为详细,中国行业标准用定量设计的方法进行使用年限校核。在实际工程中,英标采用规定混凝土强度和组成的耐久性设计方法更为简便。

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