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     

火灾后钢筋混凝土电化学再碱化技术的研究

随着现代文明的发展，火灾的发生越发频繁，其直接后果之一就是对混凝土建筑物的损害。火灾对钢筋混凝土建筑物的损害包括两个方面：一是降低混凝土本身的强度；二是破坏混凝土内部的碱性环境，使混凝土对钢筋的保护失去作用，钢筋发生锈蚀，最终对钢筋混凝土建筑物造成致命的损害。因此，在钢筋混凝土建筑物发生火灾后，修复时首先要恢复混凝土内的碱性环境。     

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.     

再碱化对高温后钢筋混凝土修复的可行性分析

火灾高温后,混凝土微观结构劣化、力学性能降低。已有研究表明,电化学再碱化处理是常温混凝土修复的一条有效途径。为探索该技术对高温损伤混凝土的修复效果,本文参考相关科学文献,对高温后混凝土再碱化修复的可行性进行了初步探讨。     

再碱化技术研究实验方法的探讨

对国内外使用的再碱化技术研究试验方法作了归纳总结,按原理对其进行分类,并介绍了不同的试验方法。在此基础上对不同试验方法的试验结果进行全面的对比,并据此对两类试验比较研究,分析不同处与各自优劣,为今后研究提供参考。     

火灾受损混凝土再碱化修复过程中的导电原理分析

将电化学再碱化应用于火灾受损后的混凝土结构,全面、深入地分析了再碱化对火灾受损后中性化混凝土碱性环境修复的机理;在此基础上对再碱化修复过程中各离子的迁移状况进行了研究;推导了各离子迁移数的理论模型,得到了再碱化过程中OH和Na+浓度比与其迁移数的关系,并对再碱化修复过程中的导电原理做了分析研究.结果表明:电化学再碱化对中性化混凝土碱性环境的修复机理是电解、电渗、扩散和毛细管虹吸等共同作用的结果.该研究为实现电化学再碱化的控制提供了基础性理论依据.     

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...     

以醇胺类缓蚀剂为电解质的电化学再碱化修复效果研究

研究了醇胺类缓蚀剂辅助电化学再碱化修复碳化钢筋混凝土结构的可行性.采用电化学测试技术及化学分析方法研究了乙醇胺及二甲基乙醇胺缓蚀剂在混凝土中的迁移以及在含有2g/LNaCl+0.01mol/L NaOH的饱和氢氧化钙溶液模拟体系中的缓蚀效果.结果表明:在2A/m2恒电流密度形成的电场作用下,2种缓蚀剂通过30mm厚混凝土的速率明显高于未通电情况,即电场对醇胺类缓蚀剂的迁移扩散过程起到了促进作用.随着乙醇胺及二甲基乙醇胺浓度的增大,其缓蚀效果也逐步提高;相同浓度下二甲基乙醇胺表现出更优异的缓蚀效果,在浓度为0.04mol/L时其对Q235钢筋的缓蚀率达95.78%.二甲基乙醇胺的存在加快了电化学再碱化后钢筋腐蚀电位的正移,钢筋腐蚀电流密度更小,明显地改善了电化学再碱化的修复效果.     

再碱化后不同锈蚀程度钢筋的电极化研究

通过不同锈蚀程度的钢筋再碱化后的电极化试验研究,采用线性极化法测定再碱化后钢筋的极化曲线,确定不同锈蚀程度钢筋的再碱化效果.研究发现,在钢筋未锈蚀或轻微锈蚀的情况下,再碱化技术可以使钢筋恢复钝化的状态,取得良好的修复效果;对于锈蚀较严重的钢筋,由于较厚锈层的存在,再碱化后的钢筋基体难以进入再钝化状态.根据试验结果,本文界定了再碱化技术的适用范围.     

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。     

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.     

火灾后钢筋混凝土梁抗剪承载力

研究火灾后钢筋混凝土梁抗剪承载力,建立了钢筋混凝土梁的非线性有限元模型,对其在火灾后的抗剪性能进行了数值模拟。有限元模型考虑了火灾作用后混凝土和钢筋的材料损伤,分析了火灾时间、剪跨比、混凝土强度、箍筋直径和箍筋间距对钢筋混凝土梁抗剪承载力和刚度的影响程度。结果表明,随着火灾时间的增加、剪跨比的增大或混凝土强度的下降,火灾后钢筋混凝土梁的抗剪承载力和刚度均明显下降。随着箍筋直径的下降或箍筋间距的增大,火灾后钢筋混凝土梁的抗剪承载力下降,而刚度变化较小。     

受火冷却后钢筋混凝土梁斜截面抗剪承载力分析

研究受火冷却后钢筋混凝土梁抗剪承载力的计算方法,从材料性能和抗剪传力机理两个方面分析了受火冷却后钢筋混凝土梁抗剪承载力下降的原因。建议了受火冷却后钢筋混凝土梁抗剪承载力计算公式。根据受火冷却后钢筋混凝土梁试验结果对集中荷载作用下抗剪承载力折减系数的取值进行了分析,参考试验值建议了适当的抗剪承载力折减系数,计算值具有一定的安全储备,可满足工程要求。还需要进一步研究钢筋混凝土梁抗剪承载力折减系数的取值。     

钢筋混凝土T形截面梁温度场精确算法

研究标准升温曲线作用下混凝土T形截面梁温度场的变化,对混凝土T形截面梁进行60 min和75 min火灾试验;介绍三维、二维导热微分方程,采用有限元和有限差分的混合方法计算截面温度场,计算中考虑了混凝土、钢筋的热工性能和混凝土的水分蒸发对温度场的影响,计算结果与试验结果吻合较好。实验和计算结果表明,T形梁翼缘内的温度分布与单面受火板相似,腹板内的温度分布与三面受火矩形截面梁相似;T形截面内,腹板角部温度最高,翼缘下部腹板由侧面向核心区温度下降最快。     

火灾后钢筋混凝土受弯构件抗弯承载力

研究火灾后钢筋混凝土受弯构件的抗弯承载力统一算法,分析火灾后钢筋混凝土矩形截面梁、单向板和T形截面梁的抗弯承载力。构件受火位置包括受拉区和受压区,截面配筋方式包括单筋截面和双筋截面。考虑以上因素,给出火灾后钢筋混凝土受弯构件抗弯承载力完整的计算公式,结合数值分析和试验结果验证公式的有效性。研究结果表明,提出的计算方法可以较准确地计算火灾后钢筋混凝土受弯构件的抗弯承载力。     

钢筋混凝土结构局部修补电化学不相容试验研究

本文试验研究表明,修补区和原混凝土区间的腐蚀电位差是氯离子诱发钢筋腐蚀结构局部修复所引起的电化学不相容的根本原因。采用密实度较高、电阻率较大的修补材料-SBR改性混凝土可以降低修复界面处的腐蚀电位差,减小宏观腐蚀电流,但不能完全消除结构局部修复所引起的电化学不相容。而用环氧树脂胶泥等绝缘材料进行基面处理,可以切断修补区和原混凝土区间的离子通路,是消除结构局部修复所引起的电化学不相容的有效办法。     

梁侧锚固钢板加固高温后混凝土梁受剪性能试验研究

为研究梁侧锚固钢板加固高温后受损混凝土梁的受剪性能,设计了6个混凝土梁试件,首先按照ISO 834国际标准升温曲线对其中5根混凝梁进行受火试验,然后采用梁侧锚固钢板加固,并对其进行静力试验。分析了梁侧加固钢板高度与螺栓间距对加固梁受剪承载力、延性及刚度的影响。试验结果表明：梁侧锚固钢板加固法能显著提高高温后钢筋混凝土梁的受剪承载力,并改善原混凝土梁的整体受力性能;受剪性能的加固效果随钢板高度的增大而增大,随螺栓间距的增大而减小;在梁侧锚固钢板加固梁中,钢板与混凝土存在纵向与横向滑移;螺栓间距对钢板与混凝土之间协同工作的程度影响较大。     

火灾损伤混凝土的压力浸渍修复技术研究

针对火灾中混凝土建筑物的浅层损伤,提出用压力浸渍法修复火灾后的混凝土建筑物的方法,并分析压力浸渍法的关键技术,指出压力浸渍法的适宜修复压力为0.12MPa,适宜恒压时间为60min,压力浸渍法修复的主要对象为损伤层不超过20mm的浅层损伤。     

氯离子诱发钢筋混凝土结构局部修补的电化学不相容机理分析

本文用极化曲线图全面解释了氯离子诱发钢筋腐蚀的钢筋混凝土结构局部修补的电化学不相容机理,得出修补区和原混凝土区间的腐蚀电位差是结构局部修补所引起的电化学不相容的根本原因。分析表明,选用密实度较高、电阻率较大的修补材料有助于消除结构局部修补所引起的电化学不相容现象。