线性极化法和半电池电位法检测钢筋锈蚀的比较研究

通过试验分析了半电池电位法与线性极化法检测结果之间的关系。依据线性极化经验公式,利用半电池电位法检测的电位结果,亦可估算钢筋锈蚀的速率,对半电池电位检测结果的分析进行了延伸,为工程应用提供参考。     

海洋环境下受荷混凝土中钢筋锈蚀研究

海洋环境下的混凝土结构同时受到二氧化碳和氯离子侵蚀,钢筋锈蚀十分严重。文中通过氯盐浸泡与加速碳化循环的方法来模拟海洋环境,采用螺杆对混凝土进行加载,研究了荷载水平以及矿物掺合料对钢筋锈蚀的影响。试验结果表明:钢筋锈蚀率随着荷载水平的升高而增大,掺入矿物掺合料使钢筋的锈蚀率增大。氯盐浸泡与加速碳化循环的试验方法能表现出自然条件下碳化与氯离子侵蚀时钢筋的锈蚀形态,对模拟真实海洋环境下混凝土中钢筋锈蚀的发展规律具有一定的借鉴意义。     

冻融环境下引气混凝土的抗钢筋锈蚀能力研究

对带钢筋的普通混凝土及引气混凝土试件进行抗冻融循环试验,在不同冻融损伤程度下对试件进行氯离子侵蚀试验。利用半电池电位法和线性极化法分别测定经过不同冻融循环次数下混凝土试件内部钢筋的电位和腐蚀电流密度,从而定量地确定混凝土内部钢筋的锈蚀情况。研究结果表明:向混凝土内部掺入一定比例引气剂,可以提高混凝土的抗冻性能,从而增强其在腐蚀环境下抗钢筋锈蚀能力,提高了混凝土的耐久性能;对试件进行劈裂试验后,钢筋的实际锈蚀情况与利用由化学方法测定结果一致。     

冻融损伤对引气混凝土中钢筋锈蚀的影响研究

为研究冻融损伤环境下引气混凝土内部钢筋锈蚀规律和机理,同时考虑混凝土保护层厚度对内部钢筋锈蚀的影响,试验设计了不同保护层厚度的配筋普通混凝土和引气混凝土试件,分别利用半电池电位法和线性极化法测定了不同冻融循环次数下,试件内部钢筋的半电池电位值和腐蚀电流密度值。试验结果表明,随着冻融循环次数的增加,混凝土试件内部钢筋的半电池电位绝对值和腐蚀电流密度值均有显著增加,试件的抗锈蚀能力降低;但在相同冻融循环次数下,引气混凝土较普通混凝土具有更好的抗钢筋锈蚀性能;增加保护层厚度可以明显提高配筋混凝土的抗钢筋锈蚀能力。     

混凝土冻融损伤对内部钢筋锈蚀影响研究

为研究混凝土冻融损伤对内部钢筋锈蚀程度和锈蚀速率的影响,开展加速冻融循环试验和加速钢筋锈蚀试验,同时分别用半电池电位和腐蚀电流密度两种电化学方法测定混凝土内部钢筋的锈蚀速率。试验结果表明:冻融损伤对混凝土内部钢筋锈蚀影响较大,钢筋的锈蚀速率随着冻融循环次数和氯离子侵蚀龄期的增加而增加;降低混凝土水灰比和增加混凝土保护层厚度可以有效的提高混凝土内部钢筋的抗锈蚀能力。     

渗透型涂料表面防护对钢筋锈蚀的影响

采用半电池电位法研究了持续氯盐侵蚀和干湿循环条件下,不同水灰比、表面防护与未防护混凝土中钢筋锈蚀的发展规律.结果表明,当水灰比从0.4增大到0.6,混凝土内钢筋的锈蚀速率增大了约2倍;水灰比相同时,应用硅烷防水剂进行表面防护,混凝土的锈蚀速率明显小于未防护混凝土,且表面防护对于已出现钢筋锈蚀的混凝土依然有效.因此,表面防护是提高和改善新建及既有混凝土结构耐久性的有效措施.     

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。     

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。     

钢筋阻锈剂对临界氯离子浓度的影响

采用半电池电位和线性极化法监测钢筋在掺有两种常用阻锈剂的模拟孔溶液和硬化砂浆中的锈蚀时间,研究钢筋阻锈剂对临界氯离子浓度的影响。试验结果表明:掺入阻锈剂后,提高了钢筋在砂浆中的临界氯离子浓度,延长了钢筋发生锈蚀的时间。通过阻锈剂在混凝土中的抗氯离子渗透性研究,探讨了阻锈剂的作用机理。     

弯曲荷载和氯盐环境下混凝土中钢筋锈蚀的不均匀性

基于不同弯曲荷载水平作用下的氯盐侵蚀模拟试验,研究了混凝土中钢筋锈蚀的不均匀性。结果表明:受拉区钢筋锈蚀率随着弯曲荷载水平的提高而增大;较低弯曲荷载水平时,受拉钢筋锈蚀比较均匀;较高弯曲荷载水平作用下,受拉钢筋表面的锈坑数量增多、深度增大,且沿长度方向锈蚀分布更加不均匀,呈现出较强的随机性。     

氯盐环境下3D打印混凝土中钢筋锈蚀研究

为探明氯盐侵蚀环境下不同水胶比3D打印混凝土中钢筋的锈蚀过程,文中通过测试腐蚀电位、极化电阻、腐蚀电流密度等电化学指标,评判了不同侵蚀方向下3种水胶比混凝土中不同位置钢筋的腐蚀特征。研究发现相同水胶比试件中,X方向侵蚀状况下打印混凝土中钢筋锈蚀的概率最高,然后依次是Z₃、Z₁、Z₂、Y方向侵蚀试件中的钢筋,浇筑试件中钢筋的锈蚀概率最低。不同侵蚀方向以及层条间位置造成钢筋锈蚀速率的差异,钢筋与混凝土表面之间存在的层条间缺陷越多,钢筋就越早开始锈蚀。研究为打印混凝土结构耐久性设计提供参考。     

冻融环境下表面防水混凝土中钢筋锈蚀机理研究

对带钢筋混凝土试件进行硅烷防水处理,通过100次冻融循环试验及100 d氯离子侵蚀试验,同时利用半电池电位法测定不同冻融损伤、不同氯离子侵蚀龄期下试件半电池电位值,定量研究冻融环境下表面防水对试件内部钢筋锈蚀的情况。试验结果表明,在不同冻融损伤下表面防水试件较普通混凝土试件具有较好抗水渗透性和抗氯离子渗透性,当冻融循环次数为100次时,表面防水试件的毛细吸收总量和最高氯离子浓度约为普通试件的1/3和2/3;且表面防水试件具有较低的半电池电位值,减缓了内部钢筋锈蚀速率。     

不同负载下基于电化学当量的钢筋锈蚀量预测

进行了不同加载水平钢筋混凝土构件在杂散电流和5%(质量分数)NaCl溶液共同作用下的耐久性模拟试验,根据试验结果指出按照Faraday电解第一定律进行钢筋锈蚀量计算时应考虑荷载水平的影响.采用线性极化法测量了钢筋腐蚀电流密度,通过非线性拟合得到腐蚀电流密度变化函数,并以Faraday电解第一定律为基础得到了荷载对电化学当量的影响系数及考虑加载水平的基于电化学当量的钢筋锈蚀量预测计算公式,计算结果与钢筋锈蚀实际测量结果基本相符.     

外加电压对线性极化方法测量钢筋锈蚀的影响

在3 V外加电压的作用下,进行混凝土中氯离子导致的钢筋锈蚀的加速试验,通过线性极化法研究钢筋的锈蚀过程。结果表明:由于外加电位以及氯离子渗透的共同作用,导致钢筋的开路电位先升高后降低,其中,外加电位导致钢筋电位正移,而当到达钢筋表面的氯离子达到一定浓度时,腐蚀电位开始负移,极化电阻变小。最终钢筋钝化膜完全破坏时,钢筋表面的氯离子浓度为占水泥石质量的0.285%。     

有机钢筋阻锈剂在混凝土中的阻锈性能及其对混凝土性能的影响

采用半电池电位和线性极化法监测钢筋在掺有有机钢筋阻锈剂的混凝土中的锈蚀时间,研究有机钢筋阻锈剂在混凝土中的阻锈性能,并研究阻锈剂对混凝土工作性能、力学性能、抗渗性能、干燥收缩和水泥水化热的影响。研究结果表明:该有机钢筋阻锈剂能降低钢筋的腐蚀速率,延长钢筋发生锈蚀的时间,具有优良的阻锈效果。掺入该阻锈剂后,混凝土的工作性能有一定程度的改善,抗氯离子渗透性能得到提高,水泥水化热略有降低,收缩也略有减小,对混凝土的抗压强度基本没有影响。     

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。     

新型迁移型钢筋阻锈剂对混凝土耐久性能的影响

采用半电池电位和线性极化法研究了表面涂覆型钢筋阻锈剂对混凝土中钢筋锈蚀的抑制效果,通过混凝土各层中的氮含量分布分析阻锈剂在混凝土中的迁移渗透性能,并研究阻锈剂对混凝土抗压强度及抗氯离子渗透性能的影响。研究结果表明,该迁移型阻锈剂在混凝土中具有良好的迁移渗透性能,能降低锈蚀钢筋的腐蚀电流,有效抑制钢筋锈蚀发展。在混凝土表面涂覆阻锈剂后,混凝土的抗氯离子渗透性能提高,对混凝土抗压强度基本没有影响。     

氯盐侵蚀下再生混凝土氯离子侵蚀和钢筋锈蚀规律研究

为探究再生混凝土的耐久性能,对氯盐环境下具有类似配合比的再生混凝土和普通混凝土抵抗氯离子侵蚀能力以及内部钢筋锈蚀规律进行对照研究。利用快速氯离子含量检测仪来检测氯离子分布的深度和浓度;采用Reference 600TMPotentiostat/Galvanostat/ZRA电化学工作站,应用线性极化原理对再生混凝土和普通混凝土内部钢筋锈蚀参数进行长期测试。试验结果表明再生混凝土氯盐侵蚀程度及内部钢筋锈蚀均较普通混凝土严重。     

加载水平对杂散电流和盐溶液共同作用下钢筋锈蚀影响的模拟试验研究

参照地铁工程结构服役环境,试验模拟了在杂散电流和氯盐溶液共同作用下,不同加载水平(0,0.2,0.4)对钢筋混凝土构件内钢筋锈蚀的影响。采用线性极化电阻法测量钢筋锈蚀电流密度,进行了定性分析和定量计算。试验结果表明:随着构件加载水平的增加,钢筋锈蚀电流密度也相应增加,建立了锈蚀时间与钢筋锈蚀量的定量关系。     

钢筋混凝土不同劣化阶段的电化学特征

针对现有氯盐侵蚀混凝土结构耐久性研究中模拟氯盐侵蚀环境方法的弊端,采用电迁移加速氯离子侵蚀的方法,以较快的速度模拟出不同劣化阶段的钢筋混凝土试件.通过分析电迁移氯离子侵蚀后钢筋表面状态的检测结果和劣化状况,验证了电迁移法制备不同劣化阶段试件的有效性和准确性,揭示了混凝土不同劣化阶段的电化学特征.结果表明:电迁移法较预掺氯盐法更能真实反应不同劣化阶段的钢筋混凝土结构;混凝土中钢筋由钝化状态转入锈蚀状态时,阳极极化曲线变缓,阴极极化曲线变陡;随着氯离子侵蚀,钢筋劣化程度增加,阳极反应交换电流密度增大,钢筋的腐蚀电位逐步向阳极反应平衡电位偏移.