Prediction of reinforcement corrosion based on electrochemical equivalent under loading

Experiment was carried out to simulate different loading level elements under coupling of stray current and 5% chlorine salt solution. When calculating corrosion of reinforcement, the influence of loading should be considered based on the first law of Faraday electrolysis. The current density of the corrosion was measured by the linear polarization resistance method. The function of corrosion current density was obtained by nonlinear fitting method, and the influence coefficient of loading level to electrochemical equivalent was obtained base on the function of corrosion current density. The experimental results show that the corrosion current density increases with stress ratio of concrete structures. The reinforcement corrosion weight can be calculated through the influence coefficients of electrochemical equivalent and the result is in line with the actual situation.     

砂浆内钢筋锈胀应力监测与数值模拟研究

钢筋锈蚀是导致海洋混凝土结构失效破坏的最主要原因,探明钢筋锈胀应力发展及其诱导混凝土开裂的过程对于钢筋混凝土服役寿命预测有重要意义。采用内掺盐与恒电位加速砂浆内钢筋锈蚀,通过砂浆外不锈钢圆环环贴应变片实现钢筋锈蚀过程的应变监测,并计算锈胀应力,利用COMSOL软件分析混凝土中钢筋锈胀应力发展及混凝土锈胀开裂历程。结果表明：利用有限元与钢筋锈胀时变径向位移加载,实现钢筋混凝土锈胀开裂过程的模拟,模拟结果与试验结果基本一致;不考虑砂浆、钢筋的非均匀性及锈蚀产物对开裂砂浆的充填效应,模拟结果不能真实反映锈胀应力的波动性及锈胀应力释放与缓慢增加的过程;提高砂浆强度、减小钢筋直径可以有效延缓钢筋锈胀导致混凝土开裂的时间。     

钢筋混凝土梁中锈蚀钢筋粘结性能的试验研究

采用梁式粘结试件研究了钢筋锈蚀对钢筋与混凝土之间粘结性能的影响.通过干湿交替来模拟海洋环境的潮汐和浪溅区,对钢筋施加外部直流电加速钢筋腐蚀,从极限粘结强度、自由端滑移、锈胀开裂前后的破坏形态以及锈胀裂缝对粘结强度的影响等方面研究了锈蚀钢筋与混凝土的粘结特性.结果表明,当腐蚀水平低时,钢筋与混凝土之间的粘结有一定程度的提高,极限粘结强度增加,而在极限粘结强度时的滑移随腐蚀程度增加而降低;锈胀开裂后,随着腐蚀水平的增加,钢筋与混凝土的粘结逐渐退化,粘结强度减小,破坏脆性特征明显.     

混凝土梁腐蚀疲劳刚度衰减规律

为研究腐蚀环境下钢筋混凝土梁的刚度衰减规律,对空气环境、淡水环境、盐水环境中的试验梁在循环荷载作用下的混凝土模量和试验梁的刚度进行了分析.根据钢筋混凝土梁在腐蚀疲劳下钢筋与混凝土的应变、残余应变、挠度等试验结果,得到了受弯构件正截面混凝土腐蚀疲劳模量降低率和构件腐蚀疲劳刚度的衰减规律.结果表明,虽然试验过程中混凝土并没有遭受明显腐蚀,但其疲劳模量却有所降低,降低的速率依试验环境的不同而不同.主要是钢筋腐蚀疲劳发展,截面协同工作的结果.试验梁的腐蚀疲劳刚度降低速率亦较快,在不同的腐蚀环境中疲劳刚度降低的速率也不同,以盐水环境中刚度衰减的最快.主要原因是构件中钢筋腐蚀疲劳裂纹的不断扩展导致构件刚度的降低.     

钢桥腐蚀-疲劳耦合计算模型及影响因素分析

为了研究钢桥在交通荷载和腐蚀环境共同作用下的疲劳性能,考虑钢桥腐蚀-疲劳耦合效应,建立有2个阶段的腐蚀-疲劳耦合计算模型.在点蚀坑萌生阶段,考虑循环交通荷载对腐蚀过程的加速作用;在裂纹扩展阶段,引入裂纹扩展腐蚀加速因子,考虑腐蚀环境对裂纹扩展的影响.对钢桥顶板和纵肋焊接节点的腐蚀疲劳寿命算例分析表明：考虑腐蚀-疲劳耦合作用的疲劳强度相对于疲劳试验、规范AASHTO、规范BS5400和不考虑腐蚀-疲劳耦合作用的情况,分别降低41.25%、28.80%、44.60%和10.90%.对所建模型开展加载频率、腐蚀环境、腐蚀坑形貌特征等影响因素的比较研究,结果表明：随着加载频率的增加,焊接节点的腐蚀疲劳强度递增,当加载频率大于0.6 Hz时,焊接节点的腐蚀疲劳强度相近;随着腐蚀环境变强,腐蚀电流和腐蚀速率逐渐增大;腐蚀疲劳强度随着腐蚀坑形貌特征的增大而增大.     

酸性环境下结构受弯构件的加速腐蚀试验

酸性环境对钢筋混凝土结构具有较强的腐蚀作用 ,长期作用下 ,结构的安全性将由于结构的腐蚀损伤而降低 .针对酸性环境下钢筋砼受弯构件进行了整体加速腐蚀试验研究 ,验证了已有钢筋混凝土结构的基本腐蚀理论 ,分析了不同类型、不同浓度酸性介质对结构的腐蚀作用及结构的基本腐蚀损伤过程 ,确立了结构中钢筋腐蚀电流密度随结构服役时间的变化性 ,为建立结构的腐蚀速率模型提供了基本的数据 ,并为进一步分析受腐蚀结构的耐久性提供依据     

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．     

2A12铝合金电化学腐蚀行为研究

采取正交试验方法,利用极化曲线和电化学阻抗谱(EIS)等电化学方法研究了2A12铝合金在不同溶液浓度、pH值以及温度的NaCl溶液中的腐蚀行为。试验结果表明,溶液浓度、pH值以及温度对2A12铝合金在NaCl溶液中耐腐蚀行为的影响依次为：pH值、温度、溶液浓度。2A12铝合金的耐腐蚀性能随着NaCl溶液浓度的增加而变差;NaCl溶液温度越高,腐蚀电流密度Icorr越大,合金耐腐蚀性能下降;溶液中性条件下,合金耐腐蚀性能最强,碱性条件下耐腐蚀性能最差;酸性条件下腐蚀电流密度Icorr随pH值的降低而增大,合金耐腐蚀性能减弱。     

三种不锈钢在含Cl^—衣康酸介质中的腐蚀行为

研究了３种不锈钢在衣康酸／氯化钠水溶液中的腐蚀和电化学特性并探讨了介质组成和温度的影响。结果表明,在一定范围内,随衣康酸浓度,氯化钠浓度和温芳的提高,不锈钢的腐蚀速率、致钝电流密度和维钝电流密度也有所增大,不锈钢的点蚀电位与衣康酸介质中Ｃｌ＾－浓度的对数间存在线性关系;     

Effects of current density on the corrosion behaviour of anodized aluminum alloy in FeCl3 solution

In the present study,2024 aluminum alloy specimen was anodized in acetic acid and oxalic acid electrolytcs.Effects of the currcnt dcnsity on thc microstructure and corrosion resistance of anodic oxide ...     

锈蚀框架边节点抗震性能试验研究

从探索老化钢筋混凝土结构抗震性能角度出发，利用人工气候环境加速锈蚀实验技术对常规钢筋混凝土框架结构边节点模型试件进行加速锈蚀，然后通过施加周期往复加栽的方法模拟地震作用对加速锈蚀后试件及未锈蚀控制试件进行对比试验．基于试验结果，初步探讨了混凝土中钢筋锈蚀对梁柱节点抗震性能的影响，认识到锈蚀钢筋不但减弱其自身截面和力学性能，而且促成钢筋和混凝土间黏结性能退化以及构件有效截面削弱，从而表现出构件整体抗震性能退化．     

中国钢筋混凝土柱的位移角统计分析

根据收集到的80根中国的钢筋混凝土柱在固定轴向荷载和水平反复荷载作用下的试验结果,分析回归出试验柱的延性系数和各位移角与剪跨比、轴压比、配箍特征值之间的关系．结果表明：钢筋混凝土柱的延性系数随着轴压比和剪跨比的增加而减小,随配箍特征值的增加而增加,且都近似呈线性关系;随着轴压比的增大,屈服位移角和极限位移角均增大,最大位移角则随着轴压比的增大而减小;随着剪跨比的增大,屈服位移角、最大位移角和极限位移角均增大;随着配箍特征值的增大,屈服位移角、最大位移角和极限位移角亦相应增大．通过对试验柱位移角进行频数统计分析可知,我国建筑抗震设计安全水准偏低,现行规范的屈服位移角和极限位移角限值有提高的余地．     

电沉积基合金及其复合镀层在10%H2SO4中的腐蚀磨损特性研究

采用电刷镀技术制取了合金镀层和复合镀层,利用扫描电镜、能谱仪、射线衍射仪分别对镀层原始状态及其腐蚀磨损过程中的组织形貌、成分、和相组成进行了观察、分析.研究了在不同的载荷和速度条件下两种镀层的腐蚀磨损特性及腐蚀磨损的协同作用.结果表明本实验条件下,在较低的载荷和速度下,复合镀层的耐腐蚀磨损性能优于合金镀层,随着载荷和摩擦速度的增大,复合镀层的耐腐蚀磨损性能下降较合金镀层快.     

C60全珊瑚海水钢筋混凝土梁的抗剪性能与计算模型

为研究全珊瑚海水钢筋混凝土梁(coral aggregate reinforced concrete beam,CARCB)的抗剪性能和计算模型,设计了7根不同种类钢筋的CARCB,通过对其进行斜截面抗剪性能试验,研究了钢筋种类对CARCB的变形及抗剪承载能力的影响,建立了弯矩-跨中挠度、荷载-钢筋应变、荷载-裂缝宽度的关系,提出了CARCB斜截面抗剪承载力的计算模型.试验结果表明:不同种类钢筋CARCB的正截面开裂荷载和抗剪承载力规律均为316不锈钢普通钢筋锌铬涂层钢筋有机新涂层钢筋;CARCB中普通钢筋发生了严重锈蚀,使其刚度出现了一定程度的退化;不同种类钢筋的CARCB,其裂缝宽度均随着荷载的增大而增长,加载初期,在梁跨中附近出现正截面弯曲裂缝,裂缝宽度开展非常缓慢,随着荷载的增加,在支座向集中力作用点处出现斜裂缝,斜裂缝宽度迅速增大,最终导致梁破坏;最后,综合考虑钢筋锈蚀和高强混凝土对CARCB抗剪承载力的影响,提出了更加合理的CARCB抗剪承载力计算模型.     

锈蚀钢筋混凝土梁受剪性能评估

正确评价锈蚀钢筋混凝土梁受剪性能是科学评估锈蚀钢筋混凝土结构可靠性和耐久性的关键之一。从锈蚀钢筋混凝土梁斜截面受剪性能退化机理的角度,分析了影响锈蚀钢筋混凝土梁受剪能力的主要因素以及关于抗剪承载力研究方面目前存在的问题,并用已有的实验数据对现有的抗剪承载力计算模型进行了评估。研究表明:现有的钢筋锈蚀程度描述方法不能客观地反映自然锈蚀中的坑蚀,更无法考虑坑蚀引起的应力集中问题;基于名义应力或名义强度的锈蚀钢筋力学性能指标无法科学地地描述锈蚀钢筋的力学特征,锈蚀钢筋和混凝土之间粘结性能应考虑自然锈蚀中坑蚀以及严重锈蚀时锈胀现象的影响,已有的各种锈蚀钢筋混凝土抗剪承载力计算模型均存在一定的片面性。     

反复荷载下锈蚀黏结退化的RC结构数值模拟

为了反映钢筋锈蚀对混凝土结构抗震性能的影响,从黏结滑移本构关系出发,推导了钢筋屈服滑移量的计算公式,对考虑节点屈服应变渗透的黏结滑移恢复力模型进行修正;通过引入锈蚀钢筋黏结滑移本构关系,提出了考虑钢筋锈蚀引起黏结退化的黏结滑移恢复力修正模型.利用修正模型,引入锈蚀钢筋本构关系,在OpenSees平台下,对钢筋不同程度锈蚀下的组合件进行了反复荷载作用下的数值模拟,结果与基于试验的受腐蚀混凝土构件恢复力模型的分析结果吻合良好,证明数值模拟方法合理可行.数值分析表明,同时考虑黏结滑移和锈蚀钢筋本构关系的改变,当锈蚀率超过3%时,锈蚀的影响即已明显.     

交流干扰和阴保作用下辅助阳极电化学行为研究

研究了交流电流密度和阴极保护共同作用下的辅助阳极腐蚀行为。首先,通过浸泡实验分析了阴保和交流电流密度单独和共同作用时的腐蚀速率和腐蚀图像,确定了其腐蚀过程;其次,通过电化学测试分析了不同条件下辅助阳极的电化学行为,并根据其腐蚀动力学参数的变化表征了不同条件下辅助阳极的腐蚀行为。结果表明,较小交流电流密度下形成的腐蚀产物层覆盖在辅助阳极表面减缓了腐蚀的发生,而较大交流电流密度能够击穿腐蚀产物层活化腐蚀反应;阴保电流从内部使腐蚀产物层处于不断的破坏和生成过程中,进一步促进腐蚀反应的发生;浸泡实验结果与电化学测试结果呈现较好的一致性。     

Effect of HCO3^- concentration on CO2 corrosion in oil and gas fields

The effect of HCO3^- concentration on CO2 corrosion was investigated by polarization measurement of potentiodynamic scans and weight-loss method, Under the conditions of high pressure and high temperature, the corrosion rate of steel X65 decreased with the increase of HCO3^- concentration, while pH of solution increased. SEM, EDS, and XRD results of the corrosion scales indir cated that the typical FeCO3 crystallite was found at low HCO3^- concentration but Ca（Fe,Mg）（CO3）2 was found at high HCO3^- con- centration. Ca^2＋ and Mg^2＋ are precipitated preferential to Fe^2＋ at high pH value. Potentiodynamic polarization curves showed that the cathodic current density decreases with the increase of HCO3^- concentration at low HCO3^- concentration. When the HCO3^- concentration reaches 0.126 mol/L, increasing HCO3^- concentration promotes cathodic reactions. Anodic behavior is an active process at low HCO3^- concentration and the anodic current density decreases with the increase of HCO3^- concentration. An evident active-passive behavior is exhibited in anodic process at 0.126 mol/L HCO3^-.     

The corrosion behavior of nano-meter embedded phase in Ti implanted H13 steel

On the SEM micrographs of Ti implanted H13 steel, a tree-branch-like structure can be observed. Further investigation with TEM shows that the newly tormed composition is a formation of nann-meter FeTi_2 phase in Ti implanted layer. The layer with a relatively high corrosion resistance has been formed in Ti implanted H13 steel with this structure.The results of electrochemical measurement show that the corrosion current density decreases obviously with an increase of ion dose. The corrosion current density in Ti implanted steel with a dose of 1.3×10~(18)/cm~2 is 8-20 times less than that of Ti implanted steel with a dose of 6×10~(17)/cm~2. The corrosion behavior of Ti implanted steel with a dose of 6×10~(17)/cm~2 could be further improved as the sample was annealed at 500℃ for 20 min and the corrosion current density decreases by 48-80 times compared to that of non-implanted samples. The corrosion trace was not observed on the annealing sample by SEM, after multi-sweep cyclic voltammetry of 40 cycles     

混凝土内变形钢筋锈蚀速率时变规律试验研究

基于钢筋锈蚀的混凝土结构使用寿命预测的一个重要问题是建立混凝土内钢筋锈蚀速率模型．通过试验研究得出不同水灰比对钢筋锈蚀速率时变规律的影响,即水灰比越大钢筋的锈蚀速率越高．同时研究了钢筋锈蚀速率的时变规律,在恒定气候条件下,其多变过程可分为锈蚀初期的下降阶段、平稳发展阶段和混凝开裂后的上升阶段．