混凝土中钢筋的腐蚀动力学行为

根据电化学理论讨论了钢筋腐蚀动力学中混凝土电阻影响及腐蚀控制模式2个基本问题,推导了钢筋腐蚀的阴阳极极化方程及腐蚀电位表达式,分析了影响钢筋腐蚀速率的若干主要因素．结果表明,混凝土电阻通过影响腐蚀电极的极化阻力间接影响钢筋腐蚀速率;腐蚀的直接阻力仅仅来自极化阻力;当混凝土孔隙水含量极高时,腐蚀速率由氧浓差极化控制,并与含水率呈减函数关系,反之,则由电化学极化控制,并与含水率呈增函数关系;钢筋应力增大可以提高电化学极化控制下的腐蚀速率,但对氧浓差极化控制下的腐蚀速率并无影响;保护层厚度增大可以减小氧浓差极化控制下的腐蚀速率,但对电化学极化控制下的腐蚀速率并无显著影响．     

氯盐腐蚀钢绞线的断裂效应分布模型

建立腐蚀钢绞线的断裂效应分布模型是基于概率理论计算腐蚀预应力混凝土构件剩余承载力的基础.以前期氯盐腐蚀钢绞线蚀坑尺寸测量统计试验工作为基础,采用有限元模拟和概率统计方法建立了不同平均腐蚀程度钢绞线在不同平均应力水平下的断裂效应分布模型.     

持荷状态下钢绞线腐蚀及性能退化研究

通过预应力用高强钢绞线在模拟腐蚀溶液中及在不同应力状态下进行加速腐蚀,并对腐蚀后的钢绞线进行静力拉伸和疲劳试验,初步探讨应力对钢绞线的腐蚀程度,腐蚀速率及钢绞线断面面积损失程度的影响,以及其力学性能退化规律.实验结果及分析表明:钢绞线在应力状态下的腐蚀速率较快,腐蚀程度较大,且力学性能退化严重,对此应引起足够重视.     

再生混凝土内钢筋腐蚀速率的初步试验研究

在对再生混凝土内钢筋腐蚀速率的试验中,采用盐水浸泡以加速钢筋锈蚀,利用电化学线性极化法对普通混凝土与再生混凝土内钢筋腐蚀电流密度进行对比研究．考虑不同水灰比与再生骨料取代率的情况,得出在相同条件下,再生混凝土内钢筋腐蚀速度高于普通混凝土;随着水灰比的减小,再生混凝土内钢筋腐蚀速度减小;随着再生骨料取代率的提高,腐蚀速度加大．     

钢绞线锈蚀对预应力锚索荷载传递特性的影响

预应力锚索结构广泛地应用于边坡整治工程,但其耐久性仍是人们最需要关注的问题,针对埋设在地下特殊环境条件下预应力锚索结构,可能因为钢绞线的严重锈蚀而失效.采用电化学方法进行了钢绞线的快速锈蚀试验和拉伸试验,研究了预应力锚索在不同锈蚀率下的弹性模量变化情况,钢绞线锈蚀对其荷载传递特性的影响.结果表明:钢绞线锈蚀后,其刚度发生退化,弹性模量随锈蚀率的增加呈近似线性规律衰减;钢绞线锈蚀对其荷载传递特性产生显著影响,随着钢绞线锈蚀率的增加,钢绞线与灌注砂浆界面之间的侧阻力分布越集中于锚固段前端,剪应力峰值也越高,剪应力沿界面分布越不均匀.     

腐蚀预应力钢绞线的疲劳试验分析

为了研究钢绞线腐蚀后的疲劳性能,采用通电加速腐蚀方法制作了包括5根无腐蚀与22根腐蚀预应力钢绞线试件,并通过轴向拉伸疲劳试验对预应力钢绞线腐蚀后的疲劳性能退化规律进行了研究分析,试验主要考察了腐蚀率与应力水平对钢绞线疲劳寿命的影响。试验结果表明,腐蚀后的钢绞线疲劳寿命显著降低,腐蚀钢绞线的名义应力幅与疲劳寿命在双对数坐标系下仍近似符合线性关系,同级荷载水平下的钢绞线疲劳寿命随腐蚀率的增长按指数函数衰减。此外,本文根据试验结果还建立了腐蚀钢绞线的疲劳曲面方程,并给出了不同保证率下的腐蚀钢绞线疲劳强度建议值。     

氯盐侵蚀对混凝土微观结构损伤的影响研究

为了研究氯盐侵蚀作用对混凝土微观结构的损伤规律,进行不同浓度的氯盐溶液浸泡试验,分别对浸泡28 d、56 d和84 d的混凝土进行质量测试和低场核磁共振扫描(LF-NMR),在此基础上分析了混凝土受氯盐腐蚀的损伤机理.研究结果表明:随着氯盐浓度的增加,混凝土试件的质量损失率呈线性增加规律,且质量损失率随浸泡时间增加也有明显的上升趋势;浸泡28天的混凝土T_2分布曲线呈"双峰型"分布,而浸泡56和84天的混凝土T_2分布曲线呈"三峰型"分布;质量损失率与谱面积具有良好的线性关系,说明根据T_2谱面积可以对混凝土的微观结构损伤进行合理描述;结合扫描电子显微镜(SEM)图像分析,认为氯盐浸泡过程中产生的渗透压力和化学腐蚀是影响混凝土孔隙结构的主要原因.研究结果为混凝土耐久性在氯盐侵蚀条件下的劣化规律认识提供了一定参考.     

氯盐腐蚀钢绞线的断裂抗力分布模型

为获得腐蚀钢绞线的断裂失效概率模型,需要研究基于某种断裂准则的断裂抗力分布模型。首先提出了以塑性理论中的Mises应变作为断裂参量的腐蚀钢绞线的断裂准则,然后通过对14根氯盐腐蚀钢绞线试样的拉伸试验获得了46根断裂钢丝以及它们在拉断时的平均拉应力及断口处蚀坑的几何形状与尺寸,并采用ANSYS有限元软件模拟得到了每根钢丝的断裂抗力值;以此作为腐蚀钢绞线断裂抗力分布的数据样本,采用数理统计软件SPSS分析了其分布特征,结果表明．在0．05的显著性水平下,腐蚀钢绞线的断裂抗力不拒绝正态分布及对数正态分布,并得到了这两种分布模式下腐蚀钢绞线断裂抗力的分布模型（概率密度函数）。     

电势条件对混凝土结构电化学修复数值模拟的影响

通过试验研究和理论分析,对比3类电势条件（常电势条件、电中性条件和高斯定理）对混凝土结构电化学修复过程数值模拟结果的影响. 利用物质守恒定律、Nernst-Planck方程和电势条件构建电化学修复过程的数值模型,通过数值模型比较电化学修复过程电势、氯离子浓度、净电荷数和电流密度等参数在混凝土内部的分布. 结果表明,在常电势条件下,除氯前端的氯离子浓度梯度较大;当采用电中性条件与高斯定理时,模拟氯离子浓度分布和电势分布结果较为相似,混凝土分别在辅助阳极与阴极钢筋区域形成电迁移加速作用区与抑制作用区. 试验研究电化学除氯过程的氯离子浓度分布. 试验结果与数值模拟结果的对比表明,采用电中性条件或高斯定理模拟氯离子浓度分布更接近试验测试结果,适用于钢筋混凝土结构电化学修复的仿真分析.     

含水率对X70钢在鹰潭酸性土壤中腐蚀行为的影响

采用极化曲线、交流阻抗等技术对含水率在13% ～40%的X70钢腐蚀行为进行研究.结果表明,随着土壤中含水率的增加,X70钢在鹰潭酸性土中腐蚀速率增加,含水率达到饱和时腐蚀速率达到最大;腐蚀形态由局部腐蚀发展到全面腐蚀;含水率为13%时, 阴极反应为吸氧反应,随着含水率的增加,H 和氧共同参与阴极反应.土壤中的含水率与pH值共同作用影响X70钢电化学行为.X70钢在鹰潭酸性土壤中的耐蚀性较差.