混凝土中钢筋阻锈剂的发展与应用

钢筋锈蚀在混凝土结构中大量存在，是混凝土结构耐久性破坏的主要形式之一。本文介绍了钢筋在混凝土中的锈蚀机理、钢筋阻锈剂的阻锈机理、介绍了国内外钢筋阻锈剂的发展情况及其不断发展的应用现状。     

锈蚀钢筋混凝土保护层锈胀开裂时间的预测模型

由钢筋锈蚀引起的混凝土保护层锈胀开裂是混凝土结构耐久性极限状态的重要标志,是决定结构使用寿命的重要因素。以钢筋均匀锈蚀为前提,考虑锈蚀产物的变形特性以及锈胀裂缝开展过程中锈蚀产物进入裂缝的实际情况,借助弹性力学和Faraday腐蚀定律,建立混凝土保护层锈胀开裂时刻的钢筋锈蚀率以及锈胀开裂时间计算公式。针对影响混凝土保护层锈胀开裂时间各主要因素的分析表明,增大钢筋的混凝土保护层厚度、减小钢筋直径、提高混凝土强度以及控制锈蚀产物的体积膨胀率都有利于混凝土结构耐久性的提高。与已有试验结果的对比分析可知,对于加速锈蚀和长期锈蚀情况,计算公式的预测结果均较为理想,可用于由钢筋均匀锈蚀引起的混凝土保护层锈胀开裂时间的预测分析。     

基于锈胀裂缝宽度的钢筋锈蚀深度计算模型

钢筋锈蚀深度反映了钢筋的锈蚀程度,其数值对混凝土结构的耐久性评估具有重要意义。混凝土锈胀裂缝宽度容易检测,且与钢筋锈蚀深度具有一定的关系。首先对现有钢筋混凝土结构锈胀裂缝宽度与钢筋锈蚀深度之间的模型进行了总结,并将各关系式中的常数系数用待定系数替代,结合检测数据进行多元非线性拟合,根据所得可决系数比较分析了各模型的准确性、合理性及产生差异的原因。在此基础上以可决系数最高的模型为参考,结合临界钢筋锈蚀深度研究成果,提出与锈胀裂缝宽度有关的钢筋锈蚀深度计算模型,所得模型与实际检测数据吻合较好。相关成果可为钢筋混凝土结构中钢筋锈蚀程度预测、耐久性评估和维护提供参考。     

钢筋混凝土锈蚀开裂及裂缝扩展研究现状

钢筋锈蚀是影响混凝土结构耐久性的主要因素,钢筋锈蚀发展到一定程度,混凝土保护层锈胀开裂,裂缝不断扩展。介绍了钢筋锈蚀机理、钢筋锈胀开裂及裂缝扩展研究的现状和主要研究内容。包括钢筋锈胀力、钢筋锈蚀率、锈胀裂缝宽度的扩展、锈胀扩展的计算机模拟。最后通过对研究现状的分析总结出钢筋锈胀开裂及裂缝扩展方面的研究展望。     

混凝土保护层锈胀开裂条件的弹性力学分析

混凝土中钢筋锈蚀是混凝土结构耐久性研究的重要内容,研究混凝土中的钢筋锈蚀,并建立混凝土保护层锈胀开裂时钢筋锈蚀量估计模型,是分析现有结构性能退化及耐久性评估的关键工作,对于准确预测结构的使用寿命与剩余寿命具有十分重要的意义.采用弹性力学分析方法,对混凝土保护层锈胀开裂全过程进行了建模,借助一些合理的假设,得到了混凝土保护层锈胀开裂条件的理论计算公式,该公式不仅可以应用普通混凝土结构,也可应用于其他类型混凝土结构.最后并对公式进行了验证,表明理论计算公式具有较好的实用性.     

基于钢筋锈蚀混凝土耐久性使用寿命预计的评述

建立准确有效的混凝土耐久性使用寿命预计方法是研究钢筋混凝土结构耐久性的最终目标.本文较为系统地总结和评述了近些年来基于钢筋锈蚀的混凝土耐久性使用寿命预计的研究进展,包括碳化及氯盐侵蚀下钢筋脱钝使用寿命Ti、混凝土锈胀开裂使用寿命Tc、基于锈胀裂缝宽度或钢筋锈蚀量达到限值的使用寿命Tf;并提出了其中需要进一步研究的问题,包括:给定环境和使用要求下混凝土结构耐久性失效极限状态的确定、工程应用性较强的混凝土耐久性退化规律模型的建立,以及人工气候与自然环境条件下混凝土耐久性能退化规律的相关性研究等.     

钢筋锈蚀层分布和钢筋锈胀力计算模型研究

预测混凝土内钢筋的锈胀开裂是研究混凝土结构耐久性失效的一个重要问题。由于缺乏对混凝土内钢筋锈蚀量分布规律的深入研究,目前在进行混凝土内钢筋锈胀效应分析时,基本上采用钢筋锈蚀量与锈胀力沿钢筋环向均匀分布的假定。通过对锈蚀钢筋混凝土黏结界面的视频显微观测,分析自然环境条件下混凝土中钢筋的表面锈蚀特征,确定钢筋表面的锈蚀层厚度分布轮廓。并采用光面钢筋作为研究对象,建立了钢筋不均匀锈蚀的动态轮廓线模型。     

FBR-FF型防腐阻锈剂对高性能混凝土抗氯离子侵蚀性能影响研究

在沿海混凝土工程中,钢筋锈蚀是影响混凝土结构耐久性最重要的因素之一。在高性能混凝土结构中,掺入优质的阻锈剂能很好地提高其抵抗氯离子侵蚀的能力。制做了配有钢筋并加载的高性能混凝土试件,在Na Cl溶液中通电加速锈蚀,考察高性能混凝土抗氯离子侵蚀的能力。试验结果表明,阻锈剂的掺入可以明显减少钢筋的锈蚀程度,且掺入FBR-FF混凝土防腐阻锈剂的高性能混凝土试件在钢筋失重率、名义极限强度两方面都明显强于掺普通阻锈剂试件。因此,在沿海混凝土工程中掺入FBR-FF混凝土防腐阻锈剂可以有效增强其抗氯离子侵蚀的能力,提高结构的耐久性。     

掺合料对混凝土钢筋锈蚀的影响

钢筋锈蚀是造成混凝土结构耐久性劣化的原因之一,文中采用线性极化法,通过外加电流加速混凝土中钢筋锈蚀,主要研究掺合料对混凝土钢筋锈蚀的影响,结果表明:混凝土抗钢筋锈蚀性能与抗氯离子渗透性具有一致性,以15%的矿渣和15%的粉煤灰混掺作为矿物掺合料时混凝土抗钢筋锈蚀性能最好。     

氯盐环境下已锈蚀钢筋混凝土修复效果研究

钢筋的锈蚀是混凝土耐久性失效的主要原因,阻止钢筋锈蚀对于保证混凝土结构使用寿命具有重要意义。为提高氯盐侵蚀环境下已锈蚀钢筋混凝土构件的无损修复效果,对不同锈蚀程度的钢筋混凝土试件分别采用电化学除氯和涂刷渗透型迁移性钢筋阻锈剂的方法进行修复试验,测试了修复后的钢筋锈蚀电流密度和锈蚀率等指标,对比分析了两者的修复效果。结果表明,初始锈蚀率较大时,电化学除氯方法阻止钢筋继续锈蚀比涂刷阻锈剂的效果更好。