混凝土中钢筋的腐蚀行为及腐蚀速率预测

结合理论分析、数值模拟和试验验证,探讨了混凝土中钢筋的腐蚀行为,并建立了钢筋腐蚀速率的预测模型.首先基于试验数据,修正了混凝土的电阻率模型,然后结合混凝土中钢筋腐蚀的电化学原理和宏电池腐蚀模型,分析了保护层厚度、水灰比、氯离子含量和空气相对湿度等因素对钢筋腐蚀过程控制方式和腐蚀速率的影响,并据此建立了混凝土结构钢筋腐蚀速率的预测模型.分析表明,所建立的预测模型能够合理地反映电阻和阴极控制条件下钢筋腐蚀速率的变化趋势,具有较好的预测精度和实用性.     

混凝土保护层对钢筋腐蚀机理及腐蚀速率的影响

混凝土保护层的厚度、电阻率和孔隙水饱和度对混凝土中钢筋的腐蚀机理及腐蚀速率具有重要影响。基于混凝土中钢筋宏电池腐蚀模型,定量分析了混凝土保护层的厚度、电阻率和孔隙水饱和度对钢筋腐蚀机理及腐蚀速率的影响。分析结果表明,混凝土保护层的电阻率和孔隙水饱和度对钢筋腐蚀的控制方式及腐蚀速率影响显著:当钢筋腐蚀受电阻控制时,钢筋腐蚀速率将随着混凝土保护层电阻率的增加而减小,随保护层厚度的增大而增大,但不受混凝土孔隙水饱和度的影响;当钢筋腐蚀受阴极控制时,钢筋腐蚀速率将随着混凝土保护层的孔隙水饱和度和厚度的增大而降低,但不受混凝土电阻率的影响。     

高含氯混凝土中钢筋宏电池腐蚀速率控制因素

采用宏电池腐蚀方法研究了在不同湿度条件下氧气扩散对高含氯混凝土中钢筋腐蚀速率的影响 ,得到在不同条件下钢筋腐蚀反应的控制因素。只要混凝土中毛细孔不是处于完全饱水状态 ,宏电池腐蚀反应即为混凝土电阻所控制。当试样长期处于饱水状态时 ,腐蚀反应速率为氧扩散所控制。在混凝土内部饱水程度变化时 ,控制因素的非稳态变化过程的长短由腐蚀宏电流的大小以及混凝土内部毛细孔中原有氧气总含量所决定     

混凝土中钢筋的腐蚀速率模型及电化学参数分析

混凝土中钢筋的腐蚀机制复杂,且涉及的电化学参数较多。基于钢筋腐蚀的电化学原理,结合混凝土中钢筋的宏电池腐蚀模型,定量分析了各种电化学参数对钢筋腐蚀电位、腐蚀电流密度和腐蚀速率的影响规律,并揭示了电化学参数对钢筋腐蚀行为和腐蚀速率的影响机理。分析表明,随着阳极(或阴极)塔菲尔斜率的增大(或减小),阴阳极之间的腐蚀电位差和腐蚀电流密度均逐渐减小;随着阴极和阳极交换电流密度的增大,净反应速度越大,导致阴阳极之间的腐蚀电位差和腐蚀电流密度均略有增加;随着阳极(或阴极)平衡电位的增大(或减小),阳极的还原性或阴极的氧化性降低,钢筋腐蚀速率逐渐减小;总体而言,阴极塔菲尔斜率和阳极平衡电位对钢筋腐蚀速率的影响较为显著,而其他参数的影响相对较小。     

不同连接组合钢筋的宏电池腐蚀行为

采用混凝土模拟孔隙液和各种钢筋不同连接组合,模拟了钢筋在混凝土结构内部钝化、活化、腐蚀等多个阶段的电池腐蚀行为.根据参比电极扫描采集的电极电位数值曲线,分析了各种钢筋及其不同连接方法对其宏电池腐蚀的影响,并从混凝土结构耐久性的角度对各种钢筋连接方式的优缺点进行了评价.结果表明:在有电连接的钢筋骨架中宜使用同种钢筋(化学成分相同);现阶段应该优先选用同厂家生产的HRB400钢筋;受条件限制而必须采用不同钢筋时,宜采用绝缘连接方式.     

湿度对钢筋腐蚀影响的电化学模型研究

文中以金属腐蚀理论为基础,从腐蚀热力学和动力学的角度出发,建立了混凝土中钢筋腐蚀速率的电化学模型,分析了环境相对湿度对于钢筋腐蚀电流密度和极化过电位的影响,并通过钢筋在混凝土中腐蚀的具体过程解释其原因。     

电位、电阻率与钢筋腐蚀率关系研究

半电池电位法、电阻率法都是定性地估计混凝土结构中钢筋腐蚀的状态,而不能定量检测钢筋腐蚀率.本文借助这两种方法来研究电位、电阻率与钢筋腐蚀率之间的定量关系.通过对混凝土构件进行的试验研究和分析总结,得出电位法、电阻率法新的评价方法,并在工程实践中得到验证.     

混凝土中钢筋宏电池腐蚀电流的研究

在含氯盐混凝土中用零电阻电流计测定了钢筋宏电池阴、阳极之间的腐蚀电流,结果发现腐蚀电流与混凝土中钢筋的腐蚀程度有一定的相关关系,因此,对钢筋宏电池腐蚀电流的测定能够被用来简便地评价混凝土中钢筋宏电池腐蚀程度．     

气候条件对碳化混凝土内钢筋腐蚀速度的影响

环境气候条件是影响混凝土内钢筋腐蚀速度的重要因素，本文利用人工气候环境条件对碳化试件混凝土内钢筋的腐蚀速度规律进行了试验研究。研究结果表明：环境的温度、相对湿度对碳化混凝土内钢筋的腐蚀速度具有重要的影响，而且存在一临界环境相对湿度RH0。当环境相对湿度超过RH0时。混凝土内钢筋的腐蚀速度随着环境相对湿度、环境温度的升高而增大；当环境相对湿度低于RH0时。混凝土内钢筋的腐蚀速度很低。环境温度的变化对其不产生明显影响。     

氯离子对混凝土中钢筋锈蚀行为的影响

采用线性极化和交流阻抗测试技术,结合钢筋腐蚀电位监测,研究氯离子含量对混凝土中钢筋锈蚀行为的影响,分析不同氯离子含量对钢筋的锈蚀速率。结果表明,混凝土中氯离子含量越大,钢筋腐蚀电位越低,腐蚀电流密度越大;当混凝土中氯离子含量为0.06%时,钢筋腐蚀电流密度大于0.1μA/cm2,钢筋保护膜已经破钝,当混凝土中氯离子含量为0.3%时,钢筋腐蚀电流密度超过1μA/cm2,腐蚀速率为氯离子含量为0.06%混凝土中钢筋的4～5倍。     

一般大气环境条件下混凝土中钢筋开始锈蚀时间的预测

基于钢筋锈蚀的电化学机理，从pH值对钢筋表面钝化膜稳定性的影响入手，考虑部分碳化区的影响，建立了大气环境下混凝土中钢筋开始锈蚀时间的预测模型。在此基础上，分析了保护层厚度，水灰比，相对湿度等因素的影响规律及不考虑部分碳化区引起的误差。     

混凝土中钢筋腐蚀过程的温湿度综合效应

环境的温度和相对湿度是影响混凝土中钢筋锈蚀速度的重要因素,这2个因素对混凝土中钢筋的腐蚀电流强度的影响并不是孤立的,而是互相交织在一起彼此产生影响的。通过试验研究了温湿度共同作用下混凝土中钢筋腐蚀速度的变化规律。研究表明,温度愈高,钢筋的腐蚀电流强度达到最大峰值时所对应的相对湿度愈大;相对湿度不同,温度升高对钢筋的腐蚀电流强度提高的幅度也不同。     

锈蚀钢筋混凝土压弯构件受力性能研究

采用外加电流对混凝土构件中钢筋快速锈蚀,通过材性试验探讨了锈蚀钢筋力学性能,通过锈蚀钢筋混凝土构件荷载试验,探讨了钢筋锈蚀程度对混凝土构件的承载力、刚度的影响,有效地评估了锈蚀钢筋混凝土构件承载力的降低程度和耐久性。     

碳化环境中混凝土钢筋锈蚀速率监测研究

基于室内标定试验得到的混凝土内部温湿度对于钢筋锈蚀速率的影响关系以及现场混凝土内部温湿度的实时监测数据,提出了一种用于实时监测混凝土内钢筋锈蚀速率的新方法,并设计了相关试验进行验证.结果表明:通过该监测方法得到的钢筋锈蚀速率数据能较为可靠地计算钢筋锈蚀量.     

表面防水处理对氯离子侵蚀混凝土中钢筋锈蚀的影响

采用半电池电位法对四种不同条件下钢筋混凝土中的钢筋锈蚀情况进行了测定,分析了硅烷溶液防水剂、Cl-及水胶比对钢筋锈蚀的影响.试验结果表明:水胶比越大,钢筋开始锈蚀的时间越早,锈蚀的程度越严重;对于含有初始氯离子并且锈蚀已经发生的钢筋混凝土,表面防水处理不能够有效控制钢筋锈蚀;对于有外界Cl-侵蚀的钢筋混凝土,硅烷溶液防水剂能有效地降低由于Cl-引起的钢筋锈蚀的概率,并且延缓钢筋锈蚀的时间.     

氯盐和硫酸盐侵蚀下水泥净浆中钢筋锈蚀过程

针对氯盐和硫酸盐耦合作用下钢筋混凝土的腐蚀问题,设计制作了含水泥净浆保护层的水泥净浆-钢筋试件,测试了试件在氯盐和硫酸盐腐蚀溶液中的电化学阻抗谱(EIS),并分析了溶液类型、水灰比及水泥净浆保护层厚度对试件电化学参数及钢筋锈蚀程度的影响.结果表明:同单一氯盐溶液中的试件相比,在硫酸盐-氯盐复合溶液腐蚀前期,试件内钢筋表面电荷转移电阻较大,腐蚀电流密度较小,此时硫酸盐减缓了水泥净浆内钢筋的锈蚀进程;在硫酸盐-氯盐复合溶液腐蚀后期,试件内钢筋表面电荷转移电阻显著减小,腐蚀电流密度明显增加,此时硫酸盐加速了水泥净浆中钢筋的锈蚀进程.此外,试件中水泥净浆水灰比越大,钢筋锈蚀程度也越大,当水泥净浆保护层厚度增加时,钢筋锈蚀程度降低.     

Long-term effects of electrochemical realkalization on carbonated concrete

The long-term effects of electrochemical realkalization on carbonated reinforced concrete with a W/C ratio of 0.65 were studied. Fourteen out of 16 carbonated specimens had been subjected to realkalization seven years ago, and the alkalinity of the concrete, the electrochemical characters (corrosion current density and potential) of the specimens and the corrosion conditions of the steel bars were examined. Results of different specimens and also at different time (4, 10, 13 months and 7 years after realkalization) were compared. According to the phenolphthalein and pH meter test, the alkalinity of the concrete had disappeared after seven years. Based on the potentiodynamic polarization test, various corrosion conditions had developed on the steel bars, which was verified by visual observation. All bars were in the depassivated state, and their corrosion current densities increased significantly after seven years. Cracks developed in some of the specimens, and the diverse compactness of concrete and excessive current of realkalization were considered to be possible causes. The effects of the realkalization treatment vanished after seven years.     

基于温差发电的混凝土模拟液中钢筋阴极保护

采用温差发电片作为电源,混凝土模拟孔隙液作为介质,研究温差发电应用于钢筋阴极保护的可行性.结合半电池电位、线性极化、Tafel曲线和电化学噪声,分析了温差发电单元对钢筋进行阴极保护的效果.结果表明:温差发电单元具有与直流电源相同的电学性能,内阻不会随着两端温差变化而明显变化;在阴极保护系统中温差发电单元具有很好的稳定性,实施阴极保护可以使钢筋电位负移至保护电位;阴极保护后钢筋的腐蚀速率大大减小,从腐蚀状态进入热力学稳定状态而得到有效保护.