氯离子对钢筋腐蚀机理的影响及其研究进展

氯化物的侵入是引起混凝土中钢筋腐蚀的最主要原因之一,氯离子能破坏钢筋表面钝化膜而引起钢筋局部腐蚀,对腐蚀过程具有催化作用.但只有混凝土中氯离子的浓度达到一定的临界值后,钢筋才会发生腐蚀.由于影响因素多,至今难以确定统一的氯离子浓度临界值.着重阐述了钢筋腐蚀行为和氯离子的去钝化机理、混凝土中氯离子的来源和保护钢筋的措施及其研究进展.     

混凝土结构中钢筋锈蚀检测技术探讨

建筑中的钢筋暴露在空气中，受到周围氯化物等的腐蚀作用，破坏建筑物的安全使用性能，成为影响混凝土结构耐久性的重要因素之一。为了防止钢筋腐蚀对建筑物带来安全影响，迫切需要对建筑物的钢筋锈蚀进行检测，本为分析了钢筋锈蚀的机理，并对钢筋锈蚀的技术进行了探讨，规范了锈蚀检测方面的技术。     

建筑用砂氯化物含量的检测方法

0引言沿海地区有丰富的海砂资源,建筑结构中的细集料很大一部分使用了淡化海砂。虽然海砂已经过淡化,但其中的氯化物含量还是要引起足够的重视。因为氯离子是一种穿透力极强的腐蚀介质,当接触到钢铁表面,能迅速破坏钢铁表面的钝化层,引起钢筋局部腐蚀,对腐蚀过程具有催化作用。可以说氯化物的侵入是引起混凝土中钢筋腐蚀的最主要原冈之一,严重影响混凝土的耐久性。因此不管是国家标准GB／T14684—2011《建设用砂》,     

海洋环境下混凝土中钢筋锈蚀机理及监测技术概述

2014年我国由于腐蚀产生的损失约为21 278亿元,占国家GDP的3.34%。海洋环境中氯离子渗透至混凝土内部导致钢筋锈蚀是海洋环境下混凝土结构损伤的重要原因。海洋不同腐蚀区域的离子浓度、氧气浓度及海水干湿循环作用时间各不相同,这使得海洋不同腐蚀区域中暴露混凝土的氯离子传输速度和分布规律、钢筋锈蚀产物及锈蚀模式、钢筋锈蚀速率存在显著差异。其中海洋浪溅区和高潮位区域因氧气充足、海水干湿循环作用剧烈及浪溅作用导致钢筋混凝土更易破坏。钢筋锈蚀产物体积是原始体积的2~6倍,持续增加的锈蚀产物将导致混凝土开裂、保护层剥落并进一步加速钢筋锈蚀;考虑钢筋非均匀锈蚀、锈蚀产物填充效应、钢筋及混凝土性能的钢筋混凝土锈胀开裂模型将更加精确。根据海洋不同腐蚀区带特点、钢筋混凝土性能及受荷情况,建立不同腐蚀区域中混凝土的氯离子传输模型,钢筋锈蚀速率模型和混凝土锈胀开裂模型有助于准确预测海洋环境下钢筋混凝土的服役寿命。 通过对混凝土中钢筋锈蚀的检测与监测有助于实时了解混凝土的服役状态。采用线性极化、电化学噪声和电化学阻抗谱等电化学方法可以较好地检测钢筋锈蚀状态、获得混凝土中钢筋的锈蚀速率。基于电化学原理开发的阳极梯和环形电极、基于钢筋锈胀应力测试的光纤监测技术以及基于数字图像技术获得混凝土中钢筋锈蚀应力应变场,有助于实现对混凝土中钢筋锈蚀的监测,并且部分已应用于海洋工程。相比于普通钢筋,锈蚀钢筋的导电率和导磁率均显著降低,采用电磁感应原理开发钢筋锈蚀装置实现了暴露在海水中的普通钢筋和耐蚀钢筋磁通量变化值与钢筋质量损失线性关系的建立。这也为更精确监测混凝土中钢筋锈蚀全过程、实现混凝土中钢筋锈蚀源定位及损伤程度识别提供可能。因此,综合利用氯离子、pH微电极等实现混凝土内部微环境监测,开发先进的钢筋锈蚀监测传感器实现混凝土中钢筋锈蚀源和锈蚀速率监测,通过图像监测技术实现钢筋锈蚀诱导混凝土开裂过程监测。综合上述措施将实现对钢筋混凝土结构腐蚀的全过程监测,并为海洋钢筋混凝土服役寿命预测模型的验证与修正提供依据,同时为海洋环境混凝土的耐久性评估系统提供预警机制。     

钢筋在混凝土模拟孔溶液及水泥净浆中的腐蚀电化学行为

采用动电位扫描法研究钢筋在混凝土模拟孔溶液中腐蚀电化学行为，获得了不同ｐＨ值和氯离子含量对影响钢筋局部锈蚀的临界关系。采用交流阻抗技术研究了钢筋／混凝土模拟孔溶液和钢筋／水泥净浆体系的界面电化学反应机理及其电化学反应模型。结果表明，在高碱性、低氯离子含量或除氧条件下，钢筋在混凝土中将不发生严重局部腐蚀，钢筋的腐蚀电化学反应主要受扩散传质过程控制。     

混凝土表面硅烷处理对冻融、氯离子侵蚀后钢筋锈蚀的影响

为研究冻融损伤环境下硅烷表面防护处理对钢筋混凝土内部钢筋锈蚀的影响,并为硅烷防护技术在恶劣环境下的应用提供参考,对带钢筋普通混凝土试件进行硅烷表面防护处理,通过冻融循环试验、氯离子侵蚀试验,在不同氯离子腐蚀龄期,利用半电池电位法测定钢筋半电池电位、利用线性极化法测定腐蚀电流密度,定量分析了不同冻融损伤下,不同硅烷表面涂覆量对混凝土内部钢筋锈蚀的影响。结果表明:冻融损伤后对混凝土进行硅烷防护处理可有效降低钢筋的半电池电位值和腐蚀电流密度,减小钢筋锈蚀概率,对混凝土有较好的防护作用。     

氯盐环境下钢筋HRB400的腐蚀行为与力学性能研究

为了给工程安全使用提供借鉴,采用浸泡腐蚀法研究钢筋HRB400在3.5%NaCl溶液中裸露和镶入混凝土2种环境下腐蚀行为及腐蚀后的力学性能,对于钢筋HRB400镶入混凝土这种环境,采用制作钢筋混凝土及模拟混凝土孔隙液2种方法,首先将裸露和镶入混凝土2种情况下的钢筋HRB400浸泡在3.5%(质量分数)NaCl溶液中,并将钢筋HRB400浸泡在饱和氢氧化钙溶液中[加入3.5%(质量分数)NaCl溶液],然后分别计算不同腐蚀时间下各钢筋HRB400相应的失重率、腐蚀率,最后采用MTS试验机测试钢筋HRB400腐蚀后的力学性能。结果显示：随着浸泡腐蚀时间延长,3种环境下的钢筋HRB400平均腐蚀速率逐渐降低,失重率增加,屈服强度、抗拉强度均下降,钢筋HBR400在3.5%NaCl溶液中裸露或镶入混凝土时伸长率随浸泡时间延长而降低,在饱和氢氧化钙(加入3.5%NaCl)中则呈现有升有降趋势。     

用电化学方法研究混凝土中钢筋腐蚀行为

采用电化学测试技术，研究了混凝土中和Ｃａ（ＯＨ）２饱和溶液中的钢筋电化学过程，研究指出，钢筋混凝土构筑物的腐蚀是由于钢筋与混凝土形成的腐蚀电池作用而产生的电化学腐蚀，进而讨论了用电化学方法评定混凝土中网筋耐蚀性的可行性。     

混凝土中钢筋腐蚀与钢筋阻锈剂

钢筋腐蚀是影响混凝土结构耐久性的最重要因素。本文综述了混凝土中钢筋的腐蚀机理、钢筋阻锈剂的作用机理,分析了钢筋阻锈剂的发展现状,认为采用钢筋阻锈剂是防治混凝土内钢筋腐蚀的有效、经济、实用的方法。     

混凝土结构中钢筋的腐蚀与防护

混凝土结构中钢筋的腐蚀行为对结构的耐久性具有很大的影响.分析了钢筋腐蚀的原因和合理选择腐蚀防护措施的重要性以及混凝土结构中钢筋腐蚀的机理、腐蚀过程及其影响因素.提出了混凝土结构中钢筋的腐蚀防护措施.     

混杂CFRP/GFRP筋HPC梁的非线性梁壳组合单元研究

对于混杂CFRP/GFRP筋高性能混凝土（HPC）梁, 研究一种新的三维非线性梁壳组合单元, 对HPC梁进行了全过程分析。引入实体退化壳单元理论, 利用空间梁单元模拟预应力CFRP筋, 并根据CFRP筋单元节点线位移和转角位移的协调性, 推导CFRP筋单元对梁壳组合单元刚度矩阵的贡献, 同时对GFRP筋和HPC梁采用分层壳单元模拟。并运用Jiang屈服准则、 Madrid强化准则等描述混凝土的材料非线性, 提出一种新的非线性梁壳组合单元, 研制相应的三维非线性计算程序。计算结果与试验数据吻合良好, 说明本文构造的非线性梁壳组合单元的正确性和研制程序的可靠性, 以及混凝土材料非线性描述的合理性; 采用组合单元能准确模拟CFRP筋的几何构形, 能综合考虑其拉压弯剪性能, 利于全面地反映配筋对结构的增强作用。      

增强混凝土中FRP包覆筋研究(I): 微结构设计

FRP筋作为钢筋增强混凝土的替代物已经在潮湿环境中的海堤工程、桥梁隧道、高层建筑、城市建设等基础设施的设计与施工中广泛使用。然而,FRP筋固有的脆性特征成为FRP筋进一步推广使用的障碍。在对FRP筋的综合研究基础上提出了包覆筋的概念,即包覆筋的芯由钢等高延展性的金属材料组成,包覆层由FRP组成。对新设计的FRP筋力学性能进行了理论推导,并给出了理论预测曲线。      

增强混凝土中FRP包覆筋研究Ⅱ: 力学性能测试

对FRP包覆筋进行了轴向拉伸破坏实验。实验测试分析表明, 金属芯和非金属包覆层之间的机械变形性能耦合, 使整个FRP筋在增强混凝土构件中呈现良好的双线性行为。实验所得的混杂FRP棒材应力-应变曲线的形状与理论曲线基本吻合, 为进一步包覆层优化设计和在混凝土工程中的应用提供理论基础。      

混凝土中钢筋锈蚀电化学测量方法的介绍

混凝土中的钢筋锈蚀为电化学腐蚀,可用电位-pH图来描述钢筋在不同体系下的稳定性.传统方法测定钢筋锈蚀的时间太长,而阳极电位法只能对锈蚀作定性判断.介绍了混凝土中钢筋锈蚀的3种电化学测试方法,并通过测试表明:根据线性极化法测得的腐蚀电流可以计算钢筋的锈蚀速度;交流阻抗法能反映混凝土中钢筋锈蚀的动力学过程,并得到相应的等效电路;用Mott-Schottkv方法表明钢筋钝化膜为载流子浓度在1026m-3数量级的n型半导体.     

混杂型高模量高韧性复合材料加强筋

针对现有复合材料加强筋存在的弹性模量低、断裂延伸率小、成本高等问题, 以成本低廉的钢纤维作为主要增强材料, 建立了一种新型混杂型复合材料加强筋的理论模型。分别制备了玻璃纤维复合材料加强筋和新型混杂型复合材料加强筋试样, 测试并分析了其单轴拉伸行为, 并进行了加速腐蚀试验。结果表明: 这种新型混杂型复合材料加强筋的弹性模量达142 GPa , 与玻璃纤维复合材料加强筋相比, 具有耐腐蚀、韧性好、成本低的特点。     

Strengthening of High Strength Rebars

The influence of alloying elements and coolingconditions after rolling on the microstructures andmechanical properties of a series of medium carbonSi-Mn-Mo-V high-strength precision-formedrebars were investigated.It is found that steel withcombined addition of Mo and V appears to be themost promising one than those containing V andNb or containing V alone under the same pro-cessing conditions.From CCT curve of the steeland the cooling curve of the bar determined by sim-ulating the cooling rate in mill practice,the reasonwhy 40Si2MnMoV bar has excellent combinationof strength and ductility is clarified.     

锈蚀钢筋与混凝土的粘结性能研究综述

在总结锈蚀钢筋混凝土粘结性能研究现状的基础上,通过分析国内外学者的研究成果,指出锈蚀钢筋混凝土粘结性能研究中存在的不足,并阐述了影响锈蚀钢筋混凝土粘结性能的因素。结合文献分析和实际工程的需要,指出钢筋混凝土粘结性能研究中还需进一步开展的工作。     

加入阻锈剂前后钢筋HPB235在3.5%NaCl溶液中的腐蚀行为

高效且对环境友好的钢筋阻锈剂品种较少,环保型钢筋阻锈剂的开发及应用具有重要意义。采用锈蚀率测定、腐蚀形貌观察及腐蚀产物分析,研究了加入阻锈剂前后混凝土结构中钢筋HPB235在3.5%NaCl溶液中的腐蚀行为。结果表明:随着腐蚀时间从240 h延长到720 h,钢筋HPB235的锈蚀率逐渐增加,腐蚀逐渐加重;加入阻锈剂后,钢筋的锈蚀率降低,腐蚀减轻;腐蚀产物中有阻锈剂成分的存在,表明阻锈剂参与了钢筋表面腐蚀产物膜的形成过程,从而改善了腐蚀产物膜的性能。     

Electrochemical chloride removal for reinforced concrete with steel rebar cage using auxiliary electrodes

In this paper, a new approach of electrochemical chloride removal (ECR) using the auxiliary electrodes was proposed and the performances of this method were investigated by experiments. Two kinds of electrode setups were investigated: the radial type and the layer type. The results showed no matter which setup was used the chloride removal percentage all exceeded 70% after 8-week treatment. The chloride enclosed by the steel rebar cage could be successfully pushed out from concrete using auxiliary electrodes. The half cell potentials of rebars after 8-week treatment were all higher than −270 mV(CSE) and the corrosion rates were lower than 0.05 mpy, it indicated that after ECR treatment the corrosion risk of rebars was low. In addition, after ECR the surface hardness was enhanced via the results of rebound strength test. The pH value of concrete was also enhanced during the ECR process.     

钢筋连接套自动包装生产线设计

目的针对目前钢筋连接套的打标、包装、码垛任务都是由人工完成,存在着劳动强度大、生产效率低、不能满足市场需求等问题,以市场常见钢筋连接套为研究对象,设计一款钢筋连接套自动包装生产线。方法采用分步打标、集成包装的思想,制定钢筋连接套打标、包装、码垛生产线的总体设计方案,用UG对该生产线各个工段进行三维建模,并进行虚拟装配及仿真。结果该包装生产线实现了对φ18～φ32mm规格钢筋连接套的打标、包装、码垛一体化生产,效率可达120袋/h,相比传统手工方式提高了5倍。结论该生产线结构合理,在保证包装质量的前提下,大幅度地提高了包装效率,降低了包装成本,为钢筋连接套的自动包装提供了一种解决方案。