碳化混凝土再碱化过程控制的试验研究

混凝土碳化是引起钢筋混凝土结构中钢筋锈蚀的主要原因之一。再碱化应用电化学和电渗原理,恢复钢筋周围混凝土的高pH值,使钢筋重新钝化,以达到防止钢筋锈蚀的目的。本文分析了碳化混凝土再碱化技术,提出了相关的理论公式,通过对碳化混凝土的再碱化试验,确定了计算公式中的待定参数,希望实现对碳化混凝土再碱化过程的控制。     

对再碱化修复技术耐久性理论模型的初步探讨

混凝土碳化是引起钢筋混凝土结构中钢筋锈蚀的主要原因之一.再碱化应用电化学和电渗原理,恢复钢筋周围混凝土的高pH值,使钢筋重新钝化,以达到防止钢筋锈蚀的目的.在对再碱化后混凝土中碳酸钠的反向扩散过程进行合理简化的基础上,利用菲克第二定律建立了再碱化后混凝土的耐久性计算模型.     

再碱化后碳化混凝土电化学研究

以电化学交流阻抗谱和再碱化模拟试验研究了再碱化对碳化混凝土中具有氧化层钢筋的作用;采用扫描电镜(SEM)结合能谱分析(EDS)对再碱化后具有氧化层钢筋的表面进行了分析.结果表明:再碱化过程中,钢筋电极表面的电化学反应与钢筋表面的状态密切相关;当钢筋电极表面存在氧化物时,再碱化使该氧化物的价态逐渐降低,并在钢筋电极表面形成单质铁,导致钢筋表面不易形成致密钝化膜.     

碳化混凝土电化学再碱化技术及其性能劣化规律分析

研究了阳极电解液对碳化混凝土再碱化效果的影响,重点讨论了再碱化过程中混凝土抗压强度、钢筋与混凝土粘结性能及腐蚀电位与总电量之间的关系.试验结果表明:锂的碱性溶液作为阳极电解液比钠的碱性溶液好;电化学再碱化处理能使碳化混凝土中的碱性和钢筋自然电位恢复到碳化以前水平,使活化钢筋重新处于钝化状态;再碱化过程中混凝土性能劣化与...     

碳化混凝土再碱化影响因素及其耐久性研究

通过碳化混凝土再碱化试验,对碳化混凝土再碱化影响因素及其耐久性进行了初步研究.结果表明:电流、外加电压、电解质溶液浓度以及再碱化时间对碳化混凝土再碱化有显著影响;再碱化对钢筋周围混凝土碱性的恢复以及对腐蚀钢筋的再钝化有利.研究分析了影响碳化混凝土再碱化耐久性的因素,为以后实现对碳化混凝土再碱化全寿命控制提供了试验和理论依据.     

火灾后钢筋混凝土电化学再碱化技术的研究

钢筋混凝土电化学再碱化技术主要是应用电解和电渗原理，在直流电的作用下，使混凝土内钢筋周围产生OH^-，同时使Na^ 等碱性阳离子渗入到混凝土内部，恢复钢筋周围的碱性环境，使钢筋重新钝化。通过对预制钢筋混凝土试件的再碱化试验，研究采用电化学再碱化技术在火灾后的钢筋混凝土中的应用，提出用于火灾后混凝土再碱化修复法的施工方法和注意事项。     

基于拉曼光谱实时检测的碳化钢筋混凝土再碱化机理探究

为了从本质上解释再碱化技术对碳化钢筋混凝土的修复机理,通过1个隔绝外界空气和电解质溶液的模拟混凝土/钢筋界面,利用拉曼光谱技术实现了对碳化钢筋混凝土再碱化修复过程中腐蚀产物成分变化的实时检测.结果表明:经过强加电流式人工加速腐蚀钢筋后,腐蚀产物主要成分为绿锈.在再碱化修复过程中,2个反应同时发生:绿锈被还原为氢氧化亚铁(Fe(OH)_2),并转变为四氧化三铁(Fe_3O_4).酚酞显色试验结果和Fe_3O_4的生成证明了再碱化技术能够有效提高混凝土的碱性.电化学检测结果进一步证明了再碱化技术可以有效减小钢筋的腐蚀概率,降低钢筋的腐蚀活性并使之达到中等程度,但是并没有使钢筋再钝化.     

某机械厂排架柱混凝土电化学再碱化技术的应用研究

为了对混凝土电化学再碱化技术现场应用效果进行深入研究,选取四川省彭州市某机械厂混凝土柱作为试验对象,跟踪检测再碱化通电修复全过程,从碳化深度、混凝土强度、pH值、腐蚀电位等四方面分析评估再碱化修复效果。结果表明,再碱化的通电修复可分为3个阶段,各阶段电阻率逐级下降,第Ⅲ阶段的电阻约为第Ⅰ阶段的70%;再碱化处理后钢筋附近护层碱性增强,钢筋附近混凝土的p H值加了1.3,钢筋的腐蚀风险显著降低,钢筋再碱化后均能提升至无锈蚀活动状态,且被修复前钢筋的腐蚀情况越严重,修复效果越显著,最大腐蚀电位可从修复前的-346 mV提升到-81 mV。     

火灾损伤钢筋混凝土电化学再碱化技术的研究

混凝土电化学再碱化方法主要是应用电解和电渗原理 ,在直流电的作用下 ,使混凝土内钢筋周围产生OH- ,同时使Na+ 等碱性阳离子渗入到混凝土内部 ,恢复钢筋周围的碱性环境 ,使钢筋从新钝化。通过对预制钢筋混凝土试件的再碱化试验 ,实现了再碱化法在火灾混凝土上的应用 ,提出了火灾损伤钢筋混凝土再碱化修复的关键参数值 ,为该项技术的推广应用奠定了基础     

两种表面状态钢筋在氯盐环境下的腐蚀特征

采用电化学测试方法并结合显微观测技术,对混凝土模拟孔隙液中2种表面状态钢筋试件进行阳极极化试验,研究在不同氯离子浓度环境下钢筋锈蚀的变化过程.结果表明:在混凝土模拟孔隙液中无氧化皮裸筋与带氧化皮钢筋均能发生钝化,且钝化膜稳定性随氯离子浓度上升而变差,带氧化皮钢筋较无氧化皮裸筋的钝化膜更易破坏;同等氯离子浓度下,带氧化皮钢筋维钝电流较无氧化皮裸筋约大1个数量级,腐蚀更为严重.     

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.     

钢筋表面氧化层的阴极极化还原过程分析

采用电化学测试方法结合表面分析,研究了再碱化条件下钢筋表面锈层发生还原的可能性,同时采用粉末微电极法研究了铁锈在碱性环境中的阴极过程.结果表明：钢筋及其氧化层在碱性环境中的电极过程都表现出良好的氧化还原性,铁锈的阳极过程表现出2个阶段,但无锈钢筋的阳极过程却表现出3个阶段,锈层氧化物经过电化学再碱化后能够发生不同程度的还原,同时其体积也会相应缩小,再碱化只使腐蚀电位有所正移,但并未使腐蚀电流密度明显降低.     

氯氧镁钢筋混凝土中涂层钢筋腐蚀的电化学特性

通过Z350电化学工作站,研究了氯氧镁钢筋混凝土中裸露钢筋和涂层钢筋在不同环境中的开路电位、极化电阻及腐蚀电流密度,并且利用扫描电镜(SEM)和X射线衍射(XRD)对腐蚀产物进行分析.结果表明:锌美特(XMT)涂层在不同环境中可以很好地保护钢筋免受腐蚀,氯氧镁钢筋混凝土中涂层钢筋在水、氯盐溶液和硫酸盐溶液中的腐蚀电流密度是裸露钢筋的1/35,1/43和1/19;氯氧镁钢筋混凝土中裸露钢筋表面存在疏松多孔的层状和块状腐蚀产物,而涂层钢筋表面只存在点蚀.由此可见,XMT涂层对氯氧镁混凝土中的钢筋有一定的防腐效果.     

碳纤维布约束对锈蚀钢筋与混凝土间粘结性能的影响

通过外加电流加速锈蚀法获取锈蚀钢筋混凝土试件,采用横向粘贴碳纤维布的方法进行加固,设计并制作了未加固锈蚀试件、先锈蚀后加固和先加固后锈蚀三组22个试件。考虑保护层厚度、加固前或加固后的钢筋锈蚀率等因素,通过拉拔试验研究了碳纤维布约束对锈蚀钢筋与混凝土间粘结性能的影响。分析结果表明,碳纤维布的约束作用能显著提高锈蚀后钢筋与混凝土间的粘结性能,试件破坏模式由混凝土劈裂破坏向钢筋拔出破坏转变。未加固锈蚀试件极限粘结强度随着锈蚀的发展而降低;锈蚀试件采用碳纤维布加固后,由于保护层的劈裂受到约束,极限粘结强度显著提高;由于碳纤维布对锈胀力和保护层劈裂的双重约束作用,先加固后锈蚀试件的极限粘结强度随着锈蚀的发展而增大,且比同等锈蚀率的先锈蚀后加固试件更为显著。根据试验结果分别建立了不同约束条件下锈蚀钢筋与混凝土间极限粘结强度的计算模型。     

Corrosion of steel reinforcement in concrete of different compressive strengths

Corrosion of steel bars embedded in concrete having compressive strengths of 20, 30 and 46 MPa was investigated. Reinforced concrete specimens were immersed in a 3% NaCl solution by weight for 1, 7 and 15 days. In order to accelerate the chemical reactions, an external current of 0.4 A was applied using portable power supply. Corrosion rate was measured by retrieving electrochemical information of polarization technique. Pull-out tests of reinforced concrete specimens were then conducted to assess the corroded steel/concrete bond characteristics.Experimental results showed that corrosion rate of steel bars and bond strength between corroded steel/concrete were dependent on concrete strength and accelerated corrosion period. As concrete strength increased from 20 to 46 MPa, corrosion rate of embedded steel decreased. First day of corrosion acceleration caused a slight increase in steel/concrete bond strength, whereas sever corrosion after 7 and 15 days of corrosion acceleration significantly reduced steel/concrete bond strength. Visual and metallographic observation of steel bars removed from concrete samples after testing revealed that the severity of corrosion reactions and reduction of steel bar diameter increased as the corrosion acceleration period increased. Presence of localized corrosion pits as well as severe corrosion grooves of steel bars was confirmed after 7 and 15 days of corrosion acceleration, respectively.     

碳化与氯盐复合作用下硫氧镁胶凝材料的护筋性

为探究硫氧镁(MOS)胶凝材料的护筋性,研究了自然养护、碳化、氯盐以及碳化和氯盐复合作用下MOS胶凝材料的电化学阻抗、钝化和脱钝钢筋的极化曲线以及锈蚀面积率.结果 表明:碳化、氯盐单独作用下,MOS胶凝材料中钢筋的阻抗均低于自然养护下的相应阻抗,且随着龄期的延长,钝化钢筋的阻抗均呈现先减小后增大的趋势,脱钝钢筋的阻抗则持续减小;碳化和氯盐复合作用下MOS胶凝材料中钢筋的锈蚀程度明显增加,碳化和氯盐复合作用对MOS胶凝材料内部钢筋锈蚀程度具有叠加效应;各种腐蚀环境中脱钝钢筋的锈蚀程度均高于钝化钢筋.     

锈蚀钢筋与再生混凝土间粘结性能试验研究

通过电化学加速锈蚀方法,获得了7组不同钢筋锈蚀率（0~7.62%）的C30再生混凝土拔出试件。采用RILEM TC9-RC标准,得到了不同钢筋锈蚀率下再生混凝土与钢筋之间的荷载-滑移曲线。分析了钢筋锈蚀率对再生混凝土与钢筋粘结滑移性能的影响。结果表明：在钢筋锈蚀率较小时,再生混凝土粘结试件发生拔出破坏;当钢筋锈蚀率超过1.4%时,粘结破坏形式转变为再生混凝土劈裂破坏;再生混凝土与钢筋之间的粘结强度退化与普通混凝土的粘结性能退化规律有相似之处,均有一个先上升后快速下降的过程;根据试验结果,建立了再生混凝土与锈蚀钢筋间粘结-滑移本构方程。图10表5参5