湿盐砂环境下钢筋混凝土加速锈蚀试验研究

针对钢筋混凝土传统通电加速锈蚀试验偏离自然锈蚀过程的问题,提出在砂土中喷洒盐溶液(湿盐砂)作为电解质代替传统盐溶液的通电加速锈蚀试验方法.采用恒电流仪对全埋钢筋混凝土进行通电加速锈蚀,并定期对钢筋混凝土进行裂缝观测和电化学性能测试.加速锈蚀结束后观察锈蚀钢筋、计算通电电流效率、利用X射线光电子能谱仪(XPS)分析钢筋锈蚀产物的组成结构.结果表明:钢筋腐蚀电流密度和腐蚀速率均随通电时间延长逐渐增大,早期增幅较大,后期增幅降低,但仍保持较高的锈蚀水平;所提出的试验方法电流效率较高,锈蚀产物主要为红锈(Fe2O3);以湿盐砂作为电解质通电加速锈蚀钢筋可以较好地模拟钢筋在自然环境下的锈蚀情况,具有更好的适用性.     

复合盐溶液中钢筋锈蚀对混凝土的损伤研究

对硫酸盐和氯盐复合溶液浸泡下的钢筋锈蚀规律进行了试验研究,探讨了弯曲荷载对钢筋锈蚀的影响。采用电化学方法评价钢筋的腐蚀状况,用钢筋锈蚀电位和钢筋锈蚀速率反映钢筋的锈蚀程度。根据钢筋锈蚀产物在混凝土最外边缘拉裂处所产生的环向拉应力定义混凝土受钢筋锈蚀影响的损伤度Ds,建立了损伤度与锈蚀电流密度、锈蚀时间的方程,并进行了模型验证。     

混凝土中锈蚀钢筋截面损失率与重量损失率的关系

采用内掺氯盐加速锈蚀法对混凝土试样中的 6 0根钢筋进行了快速锈蚀试验。通过实际测得的钢筋重量与直径的变化 ,给出了锈蚀钢筋重量损失率与截面损失率的统计关系式 ,提供了一个在已知钢筋重量损失率的情况下计算其截面损失率的方法。     

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。     

混凝土中钢筋加速锈蚀试验适用性研究

钢筋锈蚀导致其屈服强度降低、力学行为改变,影响钢筋与混凝土之间的粘结性能,钢筋锈蚀量影响钢筋混凝土的失效模式。为研究锈蚀钢筋混凝土结构的相关性能,需要在较短时间内得到所需的锈蚀构件。通过对4种不同工况下混凝土中钢筋电化学加速锈蚀方法进行对比试验,得到了锈蚀后钢筋表面形态特征,分析了模拟自然环境条件下钢筋锈蚀的适用性。试验表明：全浸泡外加电流加速锈蚀方法使钢筋纵向、径向表面形成均匀锈蚀,而自然环境锈蚀钢筋表面锈蚀相对不均匀,坑蚀更明显,两者差异显著;利用全浸泡外加电流加速锈蚀方法进行锈蚀钢筋与混凝土粘结-滑移本构关系和锈蚀钢筋混凝土构件承载能力等研究不合适;半浸泡和贴面外加电流加速锈蚀方法能较好模拟自然环境锈蚀;加速锈蚀试验方法的理论锈蚀质量高于试验锈蚀质量。图12表1参7     

基于氯离子侵入引起的锈蚀钢筋混凝土构件抗力的研究

氯化物是钢筋混凝土结构在正常使用寿命期内可能遇到的一种不利的侵蚀介质。混凝土中钢筋表面的氯离子浓度超过一定的限值，钢筋就可能会发生锈蚀：锈蚀的钢筋会导致混凝土构件的承载力下降。通过对国内外研究成果的总结，讨论了基于氯离子侵入引起的锈蚀钢筋混凝土构件的抗力计算模式，为氯盐环境条件下混凝土的耐久性评估提供参考。     

混凝土构件中钢筋锈蚀的中子断层扫描成像

制备了小型混凝土构件,通过三点弯曲诱导裂缝和氯盐溶液干湿循环加速其中钢筋锈蚀,采用自然电位法监测钢筋的腐蚀电位,并采用中子断层扫描成像技术对钢筋锈蚀产物分布进行了分析.结果表明:钢筋混凝土构件经过85次氯盐溶液干湿循环后,采用中子断层扫描成像技术对其进行三维扫描成像,可直观呈现钢筋锈蚀产物分布状况;钢筋锈蚀产物集中分布于裂缝断面钢筋与基体界面的底部区域,并沿界面逐渐向外扩展,符合氯盐诱导钢筋锈蚀的坑蚀规律.这为研究混凝土结构中钢筋的锈蚀机理提供了一种新的试验方法.     

锈蚀钢筋与混凝土黏结性能试验研究

对锈蚀钢筋和混凝土黏结性能进行了试验研究,其中考虑了钢筋锈蚀率和水灰比的影响。试验采用100 mm立方体试块,其内部埋设直径为6 mm的光圆钢筋。将试块部分浸在氯离子溶液中并采用电解方法加速钢筋锈蚀。锈蚀之后,通过拉拔试验得到锈蚀试件的黏结-滑移曲线。结果表明:混凝土中的钢筋发生锈蚀、体积膨胀,通常会在混凝土表面产生裂缝;拔出试验试件典型的破坏现象为黏结劈裂破坏;锈蚀钢筋与混凝土之间的黏结力随着水灰比的增大而减小,锈蚀程度大的钢筋黏结力降低。     

基于锈胀裂缝的锈蚀梁钢筋锈蚀率计算

根据钢筋混凝土梁锈胀开裂的特点,考虑钢筋锈蚀不均匀性,对锈胀裂缝宽度实测值进行修正。结合对钢筋锈蚀开裂后锈蚀物体积膨胀的量化分析,得到了混凝土开裂后的钢筋锈蚀率基于锈胀裂缝宽度的计算模型,并通过电解液加速锈蚀方法对配筋混凝土试块进行加速腐蚀试验,拟合出了实用的锈蚀率计算式。采用7根钢筋混凝土梁的电解液加速腐蚀试验进行验证。结果表明：锈胀裂缝宽度与钢筋锈蚀率近似呈线性变化;在钢筋不均匀锈蚀的情况下,采用间接法计算得到的钢筋最大锈蚀率与试验平均锈蚀率的比值在1.4~2.4之间,与实际情况符合较好。     

掺盐率对钢筋混凝土试件通电锈蚀特征的影响

为了寻求最接近自然锈蚀特征的通电锈蚀法,研究了不同掺盐率对钢筋混凝土试件通电锈蚀特征的影响规律,并进行了原因分析。试验结果表明:随掺盐率增加,试件锈蚀速度加快,氧化不充分锈蚀产物增多,与自然环境下钢筋锈蚀成分的差异增大;掺盐对混凝土中钢筋的锈蚀形态有显著影响,未掺盐试件中钢筋呈非均匀锈蚀特征,与自然环境下混凝土中钢筋的锈蚀形态相似,而掺盐试件中钢筋的锈蚀程度较为均匀,且均匀程度随掺盐率增大而增大;掺盐对试件停止通电后锈胀裂缝的发展有明显影响,停止通电后,钢筋锈蚀进程并不停止,且掺盐率越高锈蚀发展越显著,裂缝宽度增长越大。     

冻融循环后腐蚀钢筋与混凝土粘结性能试验研究

除冰盐不仅造成表面剥蚀,盐溶液渗入结构还引起严重的钢筋锈蚀,外部出现锈胀裂缝,从而造成钢筋与混凝土粘结性能退化.对钢筋混凝土梁式粘结试件在盐水中进行5,15,25次冻融循环,然后对钢筋进行加速腐蚀,与未经历冻融循环、未腐蚀试件的粘结性能进行对比,研究了冻融循环与钢筋腐蚀作用对粘结性能的影响.结果表明,粘结性能随冻融循环次数增加逐渐退化.对于混凝土未锈胀开裂的试件,冻融循环对粘结强度的影响大些;钢筋锈胀后冻融循环对粘结强度的影响减小.     

混凝土中钢筋空间锈蚀特征参数的测试及分析

通过45个混凝土试件中135根光圆钢筋和带肋钢筋的加速锈蚀试验,采用研发的钢筋空间锈蚀形态测试装置和空间锈蚀特征参数分析方法,确定了混凝土中钢筋的空间锈蚀形态图像和空间锈蚀特征参数,进而定量分析了钢筋的质量锈蚀率与最大锈蚀深度、最小剩余截面积、最大截面锈蚀率和点蚀因子等空间锈蚀特征参数之间的相关性,为准确描述混凝土中钢筋的空间锈蚀分布形态提供了基础.结果表明:随着钢筋质量锈蚀率的增加,其最大锈蚀深度和最大截面锈蚀率呈线性增大,而最小剩余截面积和面积点蚀因子呈线性减小;随着钢筋最大锈蚀深度的增加,其最小剩余截面积呈线性减小;与光圆钢筋相比,带肋钢筋的非均匀锈蚀程度更高;与深度点蚀因子相比,钢筋面积点蚀因子与质量锈蚀率之间的相关性更加明显.     

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.     

钢筋锈蚀参数的相关性及失重法校核

钢筋锈蚀速率是评估钢筋混凝土耐久性的重要参数,采用线性极化检测仪GECOR 6对实验室制作的钢筋锈蚀试件进行检测,得到了钢筋锈蚀电流密度、电位(相对于饱和硫酸硐电极)与电阻的数据。发现在一般大气环境下电氯离子侵蚀引起的钢筋锈蚀,其锈蚀电流密度与锈蚀电位、电阻等存在一定关系。特别是利用失重法对线性极化检测的结果进行了校核,发现检测结果与校核值之间存在着一定的误差。提出的修正公式,用锈蚀电位修正锈蚀电流密度,可得到较为满意的结果。     

普通硅酸盐混凝土中临界氯离子浓度的试验研究

为得到含氯环境下普通硅酸盐混凝土中钢筋的开始腐蚀时间,首先应掌握的一个重要参数是临界氯离子浓度,此参数因受多种因素影响而数值分布较广。本文基于在脱钝过程中钢筋腐蚀电位集中体现了多因素的综合作用的观点,通过以下三部分工作对临界氯离子浓度进行了研究:首先,利用静电位法,在模拟溶液中测试了氯离子浓度与点蚀电位之间的关系,电位的变化范围取-350￣ 100 mV(SCE);然后,将钢筋混凝土试块放置在三种典型环境中(干燥、湿润、浸润环境),分别测试了三种环境下钢筋腐蚀电位的分布范围;最后,基于钢筋脱钝的两个必要条件:足够小的混凝土电阻以及腐蚀电位超越点蚀电位,得到针对三种腐蚀环境的以占水泥用量比例表示的总氯离子浓度取值。     

CGM钢筋阻锈剂的阻锈机理研究

从腐蚀体系半电池电位、动电位极化试验和孔蚀环状极化试验3个方面,分析了在不同氯离子环境下掺入与不掺入CGM-502钢筋阻锈剂的混凝土内钢筋的腐蚀性能。试验表明,在Cl-腐蚀体系中,CGM-502钢筋阻锈剂对钢筋起到了显著的阻锈保护作用,可以提高钢筋的半电池电位,促进钢筋表面保护膜的形成,提高阳极极化程度,改善混凝土中钢筋的抗腐蚀性能,减缓钢筋的锈蚀速度。     

浅谈混凝土中钢筋锈蚀机理及影响因素

对钢筋的锈蚀机理进行了介绍,认为钢筋锈蚀可以分为钝化膜破坏和钢筋锈蚀两个阶段.从内部因素和外部因素两个方面,论述了影响钢筋锈蚀的各种因素,展望了钢筋锈蚀研究的前景.     

钢筋腐蚀与混凝土的耐久性

针对混凝土耐久性的现状,介绍了钢筋锈蚀危害与经济损失,阐述了混凝土质量对钢筋锈蚀的影响,并从物理、化学两方面研究了混凝土对钢筋的保护和不足之处,提出我国应吸取国内外以往经验教训,重视前期防护。     

钢筋混凝土结构的腐蚀因素和抗腐蚀对策

针对钢筋腐蚀是我国钢筋混凝土结构耐久性失效的主要原因，分析了钢筋的电化学腐蚀原理，介绍了钢筋混凝土结构的抗腐蚀对策，从而增强其结构耐久性，延长使用寿命。