钢筋混凝土结构中钢筋锈蚀的原因及对结构性能退化的影响

简要阐述了混凝土中钢筋锈蚀的现状,钢筋混凝土钢筋锈蚀的原因,分别从锈蚀钢筋力学性能、混凝土锈胀开裂、锈蚀钢筋与混凝土粘结性能及基本构件性能退化等方面介绍了钢筋锈蚀对混凝土结构性能退化的影响及提出了检测混凝土构件中钢筋的锈蚀状态得方法。     

掺合料对混凝土钢筋锈蚀的影响

钢筋锈蚀是造成混凝土结构耐久性劣化的原因之一,文中采用线性极化法,通过外加电流加速混凝土中钢筋锈蚀,主要研究掺合料对混凝土钢筋锈蚀的影响,结果表明:混凝土抗钢筋锈蚀性能与抗氯离子渗透性具有一致性,以15%的矿渣和15%的粉煤灰混掺作为矿物掺合料时混凝土抗钢筋锈蚀性能最好。     

养护条件对再生混凝土抵抗碳化和钢筋锈蚀能力的影响

将废弃混凝土加工成再生骨料,以其50%代替天然卵石骨料制备再生混凝土,试验研究了养护条件不同对再生混凝土抵抗碳化能力以及钢筋锈蚀能力的影响。试验结果表明：再生混凝土碳化深度随标准养护龄期的降低而急剧增加;再生混凝土抵抗钢筋锈蚀的能力随标准养护龄期的减少而降低,再生混凝土钢筋锈蚀率大于普通混凝土钢筋锈蚀率,普通混凝土的钢筋锈蚀失重率多数小于0.3%,钢筋基本无锈蚀,再生混凝土的钢筋锈蚀失重率多数大于0.3%,锈蚀明显。     

混凝土中钢筋锈蚀的原因及危害和预防措施

针对混凝土中钢筋的锈蚀问题,分析了影响钢筋锈蚀的因素,介绍了钢筋锈蚀后的主要表现,阐述了钢筋锈蚀的预防措施,以期防止和推迟混凝土中钢筋的锈蚀,从而提高混凝土的使用性和耐久性。     

锈蚀钢筋混凝土保护层锈胀开裂时间的预测模型

由钢筋锈蚀引起的混凝土保护层锈胀开裂是混凝土结构耐久性极限状态的重要标志,是决定结构使用寿命的重要因素。以钢筋均匀锈蚀为前提,考虑锈蚀产物的变形特性以及锈胀裂缝开展过程中锈蚀产物进入裂缝的实际情况,借助弹性力学和Faraday腐蚀定律,建立混凝土保护层锈胀开裂时刻的钢筋锈蚀率以及锈胀开裂时间计算公式。针对影响混凝土保护层锈胀开裂时间各主要因素的分析表明,增大钢筋的混凝土保护层厚度、减小钢筋直径、提高混凝土强度以及控制锈蚀产物的体积膨胀率都有利于混凝土结构耐久性的提高。与已有试验结果的对比分析可知,对于加速锈蚀和长期锈蚀情况,计算公式的预测结果均较为理想,可用于由钢筋均匀锈蚀引起的混凝土保护层锈胀开裂时间的预测分析。     

基于涡流热成像的锈蚀钢筋混凝土表面温度变化试验研究

电涡流红外热成像检测技术是一种新兴的无损检测技术,其利用混凝土内部钢筋锈蚀程度不一样导致钢筋的发热效率不一样,使传导至混凝土表面的温度变化速率不一样的原理来判定混凝土内部钢筋锈蚀程度。通过试验研究了锈蚀钢筋混凝土在不同锈蚀时间、钢筋直径、混凝土强度及保护层厚度等影响因素下的表面温度变化规律。结果表明,不同钢筋直径,不同保护层厚度,不同混凝土强度的钢筋混凝土试件的表面温度增长速率都随锈蚀时间的增加而增大,即钢筋混凝土表面温度增长速率与钢筋锈蚀时间正相关;锈蚀时间越长、钢筋直径越大,混凝土表面温度增长速率越快,相反,混凝土强度越低、保护层越小,混凝土表面温度增长越快,即锈蚀时间和钢筋直径与混凝土表面温度增长速率成正比,混凝土强度和保护层厚度与混凝土表面温度增长成反比。     

高性能混凝土延缓钢筋锈蚀的具体表现

随着混凝土在建筑物上的使用 ,耐久性的好坏直接决定着结构的使用寿命 ,而钢筋锈蚀的危害是影响结构耐久性和安全性的重要因素之一 ,随着钢筋锈蚀量的增加 ,钢筋的实际截面面积减少、受力性能下降 ,导致钢筋和混凝土之间粘结性能明显降低 ,从而降低了建筑物的耐久性与可靠性 ,高性能混凝土则有效地克服了混凝土这一弱点。1　影响钢筋锈蚀的因素混凝土结构中钢筋锈蚀的过程是一个非常复杂的过程 ,影响钢筋锈蚀的因素很多 ,有外部环境因素、施工因素、材料因素等 ,混凝土碳化是导致钢筋锈蚀的主要起因之一。混凝土碳化就是空气中的ＣＯ2 渗透…     

氯离子侵蚀环境下钢筋混凝土构件的耐久性

钢筋锈蚀是影响钢筋混凝土结构耐久性的最关键问题,也是混凝土结构最常见和量最大的耐久性问题。当混凝土成型时使用了含氯离子的原材料,如海沙、海水或含氯的外加剂等,或混凝土结构处于使用含氯原材料的工业环境、海洋环境、盐渍土与含氯地下水的环境和使用化冰盐的环境中,氯离子通过构件表面侵入到混凝土内部,达到钢筋表面,钝化膜也会提早破坏,钢筋锈蚀就会更严重。随着混凝土保护层的剥落,钢筋锈蚀加速,直到构件破坏。目前对影响钢筋锈蚀的因素、钢筋锈蚀速度、锈蚀后钢筋力学性能的变化、钢筋锈蚀的防护和检测等有较多的研究,但是还没有建立一个公认的钢筋锈蚀量计算模型。     

大气环境条件下混凝土中钢筋的锈蚀

钢筋混凝土中的钢筋锈蚀，对结构的抗力、可靠性、使用寿命等有很大影响。在室外混凝土碳化深度达到钢筋表面时钢筋即开始锈蚀；在室内混凝土碳化深度超过钢筋表面20—30mm钢筋才开始锈蚀。钢筋锈蚀产物体积膨胀，使混凝土保护层开裂，从而加剧钢筋锈蚀：以混凝土抗压强度为主要参数建立混凝土碳化预测模型具有实际意义，可以在快速腐蚀试验和工程实测结果分析的基础上，建立混凝土保护层开裂前后钢筋锈蚀量模型和混凝土保护层开裂锈蚀条件。     

混凝土结构中钢筋锈蚀的影响因素

钢筋锈蚀是导致混凝土结构失效和破坏的主要因素。钢筋锈蚀后对混凝土结构的危害主要表现在以下几个方面 :钢筋面积减少 ,导致承载力降低 ,影响结构的安全性 ;钢筋锈蚀导致钢筋与混凝土之间的粘结力下降 ,锚固性能降低 ;钢筋锈蚀后体积膨胀 ,导致混凝土保护层产生沿钢筋方向的纵向裂缝 ,严重时会造成保护层大面积剥落 ,不仅严重影响结构的安全 ,而且还给人们的心理上带来难以承受的压力 ;钢筋锈蚀后会造成钢筋的延性降低 ,严重时会导致构件的突然断裂。1　混凝土结构中钢筋的锈蚀机理处于干燥环境下 ,具有完好的混凝土保护层的混凝土结构一…     

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。     

混凝土中低合金钢筋腐蚀产物的微结构分析

通过电迁移法加速了混凝土中钢筋的锈蚀进程,并利用背散射电子(BSE)图像和X射线能谱(EDS)对比研究了钢筋-混凝土界面区低合金钢筋和普通低碳钢筋腐蚀产物的微观形貌与分布规律.此外,分析了钢筋的表面状态(含氧化皮和无氧化皮)对其耐蚀性能的影响.结果表明:在加速腐蚀作用下,钢筋-混凝土界面区均由腐蚀层、局部点蚀区及腐蚀填充浆体组成;其中,含氧化皮的低碳钢筋腐蚀最严重,表现为生成更厚且分布更广的腐蚀层;而无氧化皮的低合金钢筋的腐蚀层较薄且结构更致密,并在点蚀区出现局部Cr元素富集现象,证实其具有最好的耐蚀性能.     

在役钢筋混凝土受弯构件承载力评估方法

在分析钢筋锈蚀造成钢筋混凝土构件力学性能退化的基础上,根据钢筋混凝土构件碳化锈蚀规律及混凝土保护层锈胀裂缝宽度与钢筋锈蚀深度的关系,提出了保护层锈胀开裂前和锈胀开裂后钢筋混凝土受弯构件承载力评估方法,可为在役钢筋混凝土结构耐久性评估及修复决策提供理论依据。     

表面防水处理对氯离子侵蚀混凝土中钢筋锈蚀的影响

采用半电池电位法对四种不同条件下钢筋混凝土中的钢筋锈蚀情况进行了测定,分析了硅烷溶液防水剂、Cl-及水胶比对钢筋锈蚀的影响.试验结果表明:水胶比越大,钢筋开始锈蚀的时间越早,锈蚀的程度越严重;对于含有初始氯离子并且锈蚀已经发生的钢筋混凝土,表面防水处理不能够有效控制钢筋锈蚀;对于有外界Cl-侵蚀的钢筋混凝土,硅烷溶液防水剂能有效地降低由于Cl-引起的钢筋锈蚀的概率,并且延缓钢筋锈蚀的时间.     

Modeling corroded section configuration of steel bar in concrete structure

Predicting concrete cover cracking due to steel bar corrosion in concrete is an important problem for durability of reinforced concrete structures. A basic question in the prediction is distribution of corroded part of steel bar section. The corrosion products have characteristic of volume expansions; that leads to expansive pressure in the concrete. At present, an assumption of uniform corroded pattern along the perimeter of the steel bar has been adopted for analyzing the effect of corrosion products expansion and building the model. In this paper, the steel bars in concrete were corroded under artificial climate environment for accelerated aging. The propagation of the corrosion products layer between steel bar and concrete and its microstructure are discussed; and then, the corrosion products distribution called corrosion products layer on the steel bar in concrete is revealed. The distribution before corrosion cracking; the corrosion products distribute on the half circumference of the steel bar facing the concrete cover only, and the distribution has the shape of a half ellipse. Because of expansive characteristic of corrosion products, the distribution pattern of the corroded part of the steel bar section is proportional to the distribution of the corrosion products layer. Therefore, the configuration model of corroded steel bar section is built.     

混凝土内钢筋锈蚀层发展和锈蚀量分布模型研究

从研究钢筋锈蚀物膨胀对钢筋/混凝土界面区构造的影响着手,通过对锈蚀层形成、发展及其细观构造的研究,揭示混凝土内钢筋锈蚀量分布规律;在钢筋锈胀开裂前,钢筋锈蚀量基本分布在面向混凝土保护层一侧的钢筋半圆周上,离混凝土保护层最近处锈蚀量最大,离保护层表面距离越远,锈蚀量越小;其锈蚀量在其半圆周上呈半椭圆形分布。钢筋锈胀开裂初期,钢筋锈蚀逐渐向背向混凝土保护层一侧发展,在背向保护层一侧的钢筋锈蚀量分布被假定为均匀分布,和面向混凝土保护层一侧的最小锈蚀量衔接。     

氯盐环境自密实混凝土钢筋腐蚀速率试验

主要研究外渗氯盐侵蚀下的钢筋腐蚀,对比普通混凝土和自密实混凝土内钢筋的腐蚀电流密度时变曲线,对两种混凝土试件中钢筋的腐蚀速率进行分析和研究.试验结果表明:自密实混凝土内钢筋的腐蚀比较迟缓,初始的腐蚀速率较小,但最大腐蚀速率和总体腐蚀规律都与普通混凝土内钢筋基本一致.     

混凝土中钢筋加速锈蚀试验适用性研究

钢筋锈蚀导致其屈服强度降低、力学行为改变,影响钢筋与混凝土之间的粘结性能,钢筋锈蚀量影响钢筋混凝土的失效模式。为研究锈蚀钢筋混凝土结构的相关性能,需要在较短时间内得到所需的锈蚀构件。通过对4种不同工况下混凝土中钢筋电化学加速锈蚀方法进行对比试验,得到了锈蚀后钢筋表面形态特征,分析了模拟自然环境条件下钢筋锈蚀的适用性。试验表明：全浸泡外加电流加速锈蚀方法使钢筋纵向、径向表面形成均匀锈蚀,而自然环境锈蚀钢筋表面锈蚀相对不均匀,坑蚀更明显,两者差异显著;利用全浸泡外加电流加速锈蚀方法进行锈蚀钢筋与混凝土粘结-滑移本构关系和锈蚀钢筋混凝土构件承载能力等研究不合适;半浸泡和贴面外加电流加速锈蚀方法能较好模拟自然环境锈蚀;加速锈蚀试验方法的理论锈蚀质量高于试验锈蚀质量。图12表1参7     

Corrosion propagation of prestressing steel strands in concrete subject to chloride attack

A review of research literature suggests that steel corrosion in concrete can accelerate if the corroding steel is under high levels of stress but this important phenomenon has not been investigated thoroughly. Both laboratory tests and field surveys indicate that the effects of corrosion on structural behaviour in reinforced and prestressed concrete structures are different, with the latter having less concrete cracking but more serious structural collapses. The intention of this paper is to investigate the corrosion propagation of prestressing steel strands in chloride-laden environment. A long term experimental program is presented in which the corrosion of twelve prestressing steel strands embedded in concrete was examined. The effects of the level of stresses in the steel and type of steels on corrosion rate are studied. It is found that the corrosion rate of prestressing steel strands in concrete increases with the increase of the level of stresses applied and that the pitting corrosion is the main form of prestressing steel corrosion in chloride-laden environment. The paper concludes that the corrosion of prestressing steel in concrete structures poses higher risk to the structure than that of reinforcing steel in terms of structural collapse.     

混凝土强度对混凝土中钢筋腐蚀的影响

混凝土保护钢筋不被腐蚀.人们普遍认为钢筋混凝土中钢筋的腐蚀随混凝土强度变化.为研究钢筋腐蚀率随混凝土强度的变化规律,通过浇筑20个钢筋混凝土试件,养护至4种不同龄期后将钢筋腐蚀相同的时间.电解液腐蚀方法用于诱导腐蚀以便加快腐蚀速度.钢筋的理论腐蚀量根据法拉第定律计算,实际腐蚀率根据钢筋腐蚀前后的重量损失计算.试验数据显示当混凝土强度为23～35MPa时,钢筋腐蚀率随混凝土强度增大有下降趋势,但混凝土强度为27～30MPa时,钢筋腐蚀率反而随混凝土强度增大而升高.