海水中钢筋混凝土结构的腐蚀防护

1 前言 当前,随着我国海洋开发和海水综合利用的发展,钢筋混凝土结构在海水中的应用日益增多,因此,这些结构的腐蚀与防护也就显得颇为重要。 钢筋混凝土的腐蚀破坏是指钢筋的腐蚀和因钢筋腐蚀导致的混凝土破坏。混凝土是碱性物质,孔隙中水溶液的pH值一般在12左右,钢筋在这种碱性溶液中,其表面能生成保护性的钝化膜,钝化膜的电极电位约-300mV～-100mV(V.S Ag/AgCl)。     

锈蚀钢筋混凝土梁抗弯性能数值分析

借助于ANSYS平台,在混凝土单元与钢筋单元间插入3组相互垂直的非线性弹簧单元combin39来考虑锈蚀后钢筋-混凝土粘结滑移性能变化,开展了10组锈蚀率为0~20%的钢筋混凝土梁抗弯性能数值分析,研究发现:锈蚀程度越高,梁的承载力越低,锈蚀程度对梁的初始刚度没有影响,当受拉区混凝土开裂后,梁的刚度发生突变,锈蚀率不大于10%的梁在达到屈服荷载以前刚度退化不明显,而锈蚀率为15%、20%的两组梁在受拉区开裂后出现了明显的刚度退化;锈蚀导致钢筋与混凝土的相对滑移值以及滑移分布规律发生改变,随着锈蚀程度增加,混凝土裂缝趋于向跨中区域集中,构件的破坏形态由适筋破坏向少筋破坏转变。     

钢筋混凝土中钢筋锈蚀与防护研究概况

为了对进一步研究钢筋混凝土中钢筋的腐蚀与防护提供参考,本文通过查阅相关文献,对钢筋锈蚀对钢筋混凝土力学特性的影响、钢筋锈蚀的影响因素、钢筋锈蚀的检测与评定方法以及钢筋锈蚀的防护与修复技术进行了论述。结果表明,钢筋锈蚀对钢筋混凝土力学特性的影响有三个方面;氯化物、混凝土碳化、硫酸盐、水和氧气、环境温度、混凝土裂缝是影响钢筋锈蚀的因素;钢筋锈蚀的检测与评定方法有电位图法、电位梯度法、交流阻抗法、恒电流脉冲法、极化曲线法、线性极化法、光纤监测法。指出完善混凝土中钢筋锈蚀的智能检测方法,建立更符合工程实际的混凝土结构失效评估指标体系,研究具有实际应用价值的混凝土中钢筋锈蚀的防护方法及混凝土中已锈蚀钢筋的修复方法是今后研究的发展方向。     

混凝土保护涂层抗氯离子渗透性研究

在NaCl溶液中对混凝土保护涂层进行干/湿循环加速腐蚀实验,用电化学循环极化法和高压渗水法对混凝土保护涂层的防护效果进行了研究,并将两种方法研究结果进行对比.结果表明：氯盐环境中,混凝土保护涂层可以有效提高混凝土的抗渗性,降低氯盐对钢筋的腐蚀破坏;循环极化测试法可用于研究钢筋钝化膜的溶解特性和钢筋的锈蚀趋势.      

碱矿渣激发剂对钢筋钝化膜形成与破坏的影响

采用电化学阻抗谱研究了普通钢筋和耐蚀钢筋在氢氧化钠、硅酸钠、硫酸钠、碳酸钠四种碱激发剂溶液中的钝化和脱钝行为,并采用饱和氢氧化钙溶液模拟普通混凝土的孔隙溶液作为对照。结果表明:钢筋钝化膜的形成和破坏过程高度依赖于激发剂种类和pH;水玻璃溶液中钢筋钝化膜最为稳定并具有良好的抗氯离子侵蚀能力,硫酸钠溶液中钢筋出现自腐蚀现象;相对于普通钢筋,耐蚀钢筋可以更加快速地形成钝化膜,并且其抗氯离子侵蚀性能更好。     

原位STM研究钢筋在模拟混凝土孔溶液中腐蚀和缓蚀动态行为

应用STM原位观察在不同氯离子浓度和pH值以及加入缓蚀剂前后的模拟混凝土孔溶液中的钢筋表面微观形貌．在pH=12．40的混凝土模拟孔溶液中，钢筋表面趋向均一，钝化膜的薄弱部分得到强化；在含3．5％NaCl，pH=10．40的混凝土模拟孔溶液中由于局部腐蚀的发生，可观察到不规则的沉积物的形成、生长；LD-2型复合缓蚀剂能消除腐蚀活性，促使表面微观缺陷消亡，增加钝化膜的耐蚀能力．研究结果说明，STM可在纳米尺度上观察表面形貌变化，可成为原位研究钢筋在模拟混凝土孔溶液中腐蚀和缓蚀的动态行为的重要手段．     

Cl-浓度对钢筋混凝土在土壤中腐蚀行为的影响

针对环境中Cl-侵蚀钢筋混凝土构筑物造成混凝土及其内部钢筋结构发生破坏的问题,采用数值模拟的方式研究了Cl-对钢筋混凝土腐蚀行为的影响.结果 表明,钢筋混凝土在受到Cl-侵蚀时,试件靠近侵蚀界面的位置Cl-浓度较大;随着实验的进行,试件内部Cl-含量不断增加,且钢筋表面Cl-浓度差逐渐增大.混凝土试件内部的钢筋腐蚀深度...     

原子力显微镜对钢筋表面钝化膜的研究

利刚原子力显微镜(AFM)对钢筋在模拟混凝土孔溶液中形成的钝化膜开展研究。结果表明,AFM是研究钝化膜微观结构和表面形貌的有力工具;钢筋钝化胶是有缺陷的;复合缓蚀剂可以改善钢筋钝化膜的微观结构和表面形貌从而提高抗点蚀的能。     

钢筋混凝土结构实施阴极保护的几个问题

1混凝土结构中钢筋腐蚀的原因 钢筋混凝土中钢筋的腐蚀是一个电化学过程,腐蚀的原因有内因和外因.内因:钢筋本身的不均匀性,如成分不均匀、钝化膜不连续、受应力作用不同等.外因:环境因素,如混凝土的物理化学性质不均匀性,介质中含氧、水、二氧化碳、各种盐类及不同pH等会在钢筋表面不同部位形成电位差;混凝土作为介质能在电位不同...     

氯离子环境下混凝土钢筋的锈蚀过程

通过模拟氯离子环境下混凝土中钢筋所处的锈蚀环境,并以周期浸泡腐蚀试验加速钢筋的锈蚀,采用腐蚀失重和腐蚀过程pH值监控方法研究了氯离子环境下钢筋锈蚀的规律.结果表明,随CI-浓度提高,钢筋周期浸泡腐蚀速率总体呈现先增加后降低的规律.随着pH值的降低,钢筋腐蚀经过钝化区、破钝化区和活化区.在破钝化区(pH=12.3～11)...     

混凝土中钢筋锈蚀的电化学阻抗谱特征研究

关于混凝土钢筋锈蚀等效电路模型中各元件的物理意义理解不尽相同.为了对模型元件的物理意义给出合理解释,设计了由氯盐侵蚀和混凝土碳化导致钢筋锈蚀的两种加速试验.通过对钢筋锈蚀试块阻抗谱特征的分析研究,对模型元件的物理意义给出了合理解释.研究发现,氯盐锈蚀试块具有三段容抗弧,即三个时间常数;而碳化锈蚀试块阻抗谱与钝化钢筋试块...     

混凝土中钢筋钝化膜的Mott-Schottky研究

 运用Mott-Schottky图可分析混凝土中钢筋钝化膜的半导体特性.对饱和氢氧化钙溶液中和混凝土中钢筋钝化膜的测定表明，在-0.8 V～0.3 V范围，混凝土中钢筋钝化膜的C-2SC-E呈Mott-Schottky线性关系，且斜率为正，即钢筋钝化膜为n-型半导体，施主密度为10.26m-3数量级.在本实验条件下，在模拟孔隙液中添加氯离子，钝化膜破坏严重；而硫酸根离子对钢筋钝化膜无明显影响；亚硝酸根离子能缓解和修补氯      

某煤码头钢筋混凝土腐蚀破坏检测及修复建议

本文通过对某煤码头钢筋混凝土结构破坏情况进行在全面的调查,从对码头下部外观普查、混凝土中钢筋锈蚀状况、混凝土强度与碳化深度、钢筋保护层厚度、钢筋活化状态、混凝土电阻率和氯离子渗透情况的分析,得出码头腐蚀破坏测评结果并有针对性地提出了该码头钢筋混凝土腐蚀防护建议,为码头维修加固工作和今后的运行管理提供实施依据。     

氯离子对模拟混凝土孔溶液中钢筋钝性影响的电化学研究

通过动电位极化曲线,电化学阻抗谱以及Mott-Schottky曲线的测试,研究了预钝化电位对模拟混凝土孔溶液中钢筋的钝化作用及氯离子对钢筋钝性的影响.结果表日月,在室温下相对于饱和甘汞电极电位为-0.200-0.200 V范围于不同电位分别预钝化4800 s后,钢筋表面均处于钝态;钝化膜内浅层施主浓度随预钝化电位的升高而减少,深层施主浓度则增加;预钝化电位为0.200 V时,钢筋钝化膜的电荷转移电阻最大;预钝化后的钢筋在含氯离子0.01-0.08 mol/L,pH值为1250的模拟混凝土孔溶液中浸泡24 h后,其表面钝化膜表现为高掺杂的n型半导体,在015-0.47 V电位区间内表现为一种类型的施主浓度,施主浓度随氯离子浓度的升高而减小.     

低合金耐蚀钢筋锈蚀研究现状及存在的问题分析

评述了近年来国内外有关低合金耐蚀钢筋锈蚀问题研究发展状况,从钝化行为、腐蚀行为角度综述了耐蚀钢筋耐蚀性评估研究成果,归纳了耐蚀钢筋可能存在的耐蚀机理,从腐蚀诱发、腐蚀扩展角度综述了耐蚀钢筋混凝土结构服役寿命预测研究结果,指出了耐蚀钢筋混凝土结构服役寿命预测模型研究自身特征及可循理论基础。分析了耐蚀钢筋耐蚀性评估及其混凝土结构寿命预测研究所存在的问题,并对耐蚀钢筋锈蚀研究发展趋势和前景提出了展望。     

不锈钢在模拟混凝土孔隙液中的腐蚀行为研究

利用动电位扫描和交流阻抗法研究了普通碳钢与不锈钢在模拟混凝土孔隙溶液中的腐蚀行为及其差别,以及Cl-浓度、溶液pH值对腐蚀行为的影响,从而探讨了不锈钢取代碳钢作为混凝土钢筋骨架的可能性.结果表明：即便混凝土碳化导致孔隙液pH值下降后,氯离子对不锈钢的影响仍然较小,钝化膜致密完好,而普通碳钢的耐蚀性明显变差,钝化膜极易被氯离子侵蚀而破坏.     

等效电路拟合钢筋锈蚀行为的电化学阻抗谱研究

简述了混凝土中钢筋锈蚀的电化学阻抗谱测试常用的等效电路,对比分析了不同等效电路的优劣性.根据混凝土中钢筋的钝化、初锈与锈蚀发展期三个阶段选取相应的等效电路进行拟合分析.结果表明,随着钢筋锈蚀的发展,等效电路拟合时需要增加时间常数;应用常相角元件CPE和Warburg扩散元件能更好地进行阻抗谱拟合.     

混凝土中钢筋腐蚀与防护研究进展

综述了严酷环境下混凝土中钢筋锈蚀的研究现状,论述了钢筋在混凝土碱性环境中的钝化机理,以及碳化和氯盐作用下的钢筋锈蚀机理;讨论了表面防护、阻锈剂、电化学阴极保护和钢筋表面涂镀等钢筋腐蚀防护措施的作用机理及优缺点。     

钢筋混凝土结构的电化学处理及其研究进展

钢筋混凝土结构的电化学处理技术能有效抑制混凝土碳化和氯化物侵入这两个主要因素引起的混凝土中钢筋的腐蚀,对已经发生去钝化的钢筋具有良好的修复作用,是一种高效率的钢筋混凝土结构修复技术,具有广阔的应用前景.本文论述了该技术的基本原理、处理效果、影响因素及副作用,并提出了评价和建议.     

凝石混凝土的抗氯离子渗透性能研究

由钢筋锈蚀导致的混凝土结构耐久性问题受到越来越多的关注,而氯离子是造成钢筋锈蚀的主要原因.采用ASTMC1202推荐的快速试验方法对比测定了氯离子在凝石混凝土和水泥混凝土中的渗透能力,结果表明:凝石混凝土的抗氯离子渗透性能优于水泥混凝土,其机理在于凝石混凝土的孔结构优于水泥混凝土及凝石对氯离子较强的固化能力.