电化学除盐对钢筋——混凝土界面粘结力的影响

应用钢筋混凝土圆柱体试件,研究了电化学除盐对钢筋—混凝土界面粘结力的影响。研究结果表明:除盐电流是导致钢筋—混凝土界面粘结力下降的主要原因,但在采用小电流(1 A/m2~4 A/m2)的情况下,粘结力的损失并不明显。     

电化学除盐方法对钢筋-混凝土界面粘结的影响

电化学除盐是一种针对钢筋锈蚀而研发的钢筋混凝土无损修复技术,但由于在理论和技术上尚存在一些问题,特别是使用不当时会出现钢筋与混凝土界面粘结力下降的问题,使之未能在实际工程中得到广泛应用.在对电化学除盐后钢筋混凝土间粘结力变化进行分析的基础上,提出了电流作用弱化钢筋-混凝土界面的见解;认为只有对钢筋所处的整个弱化区进行全面剖析,才能发现克服或减小电化学除盐对钢筋混凝土界面产生不利影响的技术途径.     

电压对混凝土电化学除盐效果的影响

着重研究不同的电压对电化学除盐效果的影响。主要从两个方面来进行阐述:一是,不同电压对电解质溶液中氯离子浓度变化的影响;二是,对除盐后混凝土试件中主要离子含量分布的影响。     

电化学除盐对混凝土微观结构的影响

采用电化学除氯技术可以在无需破坏原混凝土结构保护层的条件下,使侵入混凝土的氯盐排出,同时又能使已经活化并开始锈蚀的钢筋表面重新钝化,从而可以实现对因氯盐污染导致钢筋锈蚀破坏的混凝土结构进行无损、低成本、快速修复.主要研究在不同电解质溶液中进行电化学除盐后,混凝土的微观结构的变化.     

电解质溶液对电化学除盐效果的影响

配制了不同浓度和种类的电解质溶液,进行电化学除盐试验研究,初步探讨了电解质溶液对除盐效果的影响。试验结果表明,电化学除盐是一种能有效排除混凝土中Cl-的手段,采用0.0010mol/LLi2B4O7 饱和Ca(OH)2溶液时除盐效果相对较好。     

电化学除盐对混凝土微观结构的影响

设计了一套钢筋混凝土的电化学除盐循环装置,研究了用0.001 mol/L Li2B4O7 氢氧化钙饱和溶液、氢氧化钙溶液以及蒸馏水作电解液的除盐效率,并用SEM和EDS等方法进行微观结构分析,结果表明:用0.001 mol/L Li2B4O7 氢氧化钙饱和溶液作电解液最有利于混凝土中Cl-的排除,并且经电化学除盐处理后混凝土水化产物中C-S-H凝胶分解,Ca(OH)2增多,并在孔壁形成沉淀,堵塞毛细孔,使表层混凝土孔隙率降低,而钢筋与混凝土界面Ca/Si增大。     

电化学除盐试验研究

电化学除盐是一种针对氯污染混凝土结构物的有效无损修复方法，而我国在电化学除盐防锈技术方面的研究与应用起步较晚，一些技术诀窍尚未完全掌握。本文初步探讨了电解质溶液的种类、浓度及电流密度等对除盐效果的影响。试验结果表明，在通电时间和电流密度一定时，采用不同的电解液，除盐效果有差异：电解液相同时，电流密度越大，除盐速度越快，本试验采用0．0010mol／L Li28407＋饱和Ca（0H）2溶液和2A／m^2的电流密度可以取得较好的除盐效果。     

正交试验法研究影响电化学除盐效率的因素

用正交试验法对影响电化学除盐效率的主次因素进行研究,结果表明,电流密度的影响最大,其次是电解质溶液及水灰比,而初始氯离子掺量的影响最小。用压汞法测定孔隙率,发现经过电化学除盐后,钢筋附近混凝土中小于30nm的孔的数量增加,而远离钢筋的混凝土样孔隙率减小。本试验最优电化学除盐组合是电流密度为3A/m2,采用0.001mol/L Li2B4O7的饱和Ca(OH)2电解液。     

电化学除盐后钢筋混凝土电化学性能的变化

研究了掺盐钢筋混凝土在不同水化龄期及经电化学除盐处理后的自腐蚀电位和腐蚀速率,并跟踪了断电后钢筋的自腐蚀电位和腐蚀速率随时间的变化.研究结果表明:经电化学除盐处理后,钢筋的自腐蚀电位负移、腐蚀电流增大.但随着时间的推移,腐蚀电位正移、腐蚀电流减小,抽芯后的试件由于其钢筋表面O2量充足,试件各个部位钢筋的自腐蚀电位在30d后就正移至-100mV以上,而未抽芯试件则需要大约60d,才能正移至-200mV以上.电化学除盐后,如果试件中各部位钢筋电位不均匀,将可能会加剧钢筋的电化学腐蚀,这是电化学除盐技术研究与应用中值得注意的一个问题.     

电化学除氯对钢筋混凝土钢筋自然电位的影响

利用电化学综合测试仪,研究了不同水灰比、矿物掺合料、氯离子含量和引入方式以及龄期对钢筋混凝土在除氯前后钢筋自然电位的影响规律。试验结果表明钢筋自然电位随除氯前混凝土水灰比、氯离子含量及养护龄期的增大而增大。     

混凝土强度对粉煤灰混凝土粘结性能的影响

试验研究了混凝土强度对粉煤灰混凝土与钢筋粘结性能的影响。结果表明:钢筋与粉煤灰混凝土的粘结性能随着混凝土强度的提高而增强;随着混凝土强度的增大,加载端的钢筋应变亦变大;混凝土强度等级为C45的试件应力峰值的漂移更明显。     

Residual bond strength between steel bars and concrete after elevated temperatures

The effects of elevated temperatures and cooling regimes on the residual (after cooling) bond strength between concrete and steel bars are investigated. For this study, ribbed steel bars of 8 mm diameter are embedded in to C20 and C35 concrete blocks with embedment lengths of 6, 10 and 12 cm. Unsealed specimens are heated to 12 different temperatures ranging between 50 and 700 °C and then cooled in water or in air. Pull-out tests are carried out on the specimens, and the effects of elevated temperatures on the residual bond strength are investigated by comparing the results against unheated specimens.     

钢筋混凝土电化学脱盐修复技术研究现状

电化学脱盐是近几年针对氯盐环境下钢筋混凝土结构腐蚀发展起来的新的修复方法.介绍了钢筋混凝土结构电化学脱盐的原理,分析了国内外在电化学脱盐方面的研究现状和存在的问题,并提出了进一步研究的方向.     

The effect of electrochemical chloride extraction on pre-stressed concrete

Chloride induced corrosion is the main cause of corrosion in reinforced concrete structures. Electrochemical chloride extraction, also known as desalination, is applied to concrete structures containing ordinary reinforcement in order to extract chlorides from the concrete. During this process, atomic hydrogen generated on the steel surface can cause hydrogen embrittlement of the steel. High strength steels, such as those that are used in pre-stressed concrete, are particularly susceptible to hydrogen embrittlement which, at worst, can result in the sudden and unpredictable collapse of a structure. This paper presents the results of a series of constant extension rate tests conducted on 22 pre-stressed concrete specimens that had been subjected to electrochemical chloride extraction. The paper concludes that the risk of hydrogen induced brittle fracture due to electrochemical chloride extraction cannot be altered with modification of the treatment parameters, such as current density or treatment duration. It was also uninfluenced by different surface states of the steel (corroded or not corroded). Therefore, based on the findings of this study, it can be concluded that electrochemical chloride extraction should not be applied to pre-stressed concrete.     

钢筋-地聚物混凝土黏结性能梁式试验研究

通过10根钢筋-地聚物混凝土梁式试件的拉拔试验,研究了箍筋间距、拉拔钢筋黏结长度对钢筋-地聚物混凝土黏结性能的影响。结果表明：当箍筋间距从150mm减小至100mm时,钢筋-地聚物混凝土之间的黏结强度增加较少,但是试件的延性明显提高;随着黏结长度增加,试件由黏结破坏变为受弯破坏;对于直径d=18mm的拉拔钢筋(变形钢筋),7d的黏结长度可使其在钢筋-地聚物混凝土界面黏结破坏前屈服。将试验结果与已有文献中的钢筋-普通水泥混凝土梁式拉拔试件以及钢筋-地聚物混凝土中心拉拔试件的试验结果进行比较后发现,所制备的地聚物混凝土与钢筋之间的黏结强度不低于相近试验条件下普通水泥混凝土与钢筋之间的黏结强度;采用梁式拉拔试验测得的钢筋与地聚物混凝土之间的黏结强度高于相同试验参数下采用中心拉拔试验获得的黏结强度。     

锈蚀钢筋与再生混凝土间粘结性能试验研究

通过电化学加速锈蚀方法,获得了7组不同钢筋锈蚀率（0~7.62%）的C30再生混凝土拔出试件。采用RILEM TC9-RC标准,得到了不同钢筋锈蚀率下再生混凝土与钢筋之间的荷载-滑移曲线。分析了钢筋锈蚀率对再生混凝土与钢筋粘结滑移性能的影响。结果表明：在钢筋锈蚀率较小时,再生混凝土粘结试件发生拔出破坏;当钢筋锈蚀率超过1.4%时,粘结破坏形式转变为再生混凝土劈裂破坏;再生混凝土与钢筋之间的粘结强度退化与普通混凝土的粘结性能退化规律有相似之处,均有一个先上升后快速下降的过程;根据试验结果,建立了再生混凝土与锈蚀钢筋间粘结-滑移本构方程。图10表5参5     

再生混凝土与锈蚀钢筋间的粘结性能试验研究

为了探究再生混凝土结构的耐久性能,对5组不同钢筋锈蚀率(0~9%)的再生混凝土梁式试件进行加载试验。分析不同钢筋锈蚀率对再生混凝土梁式试件的钢筋应变、局部粘结应力、粘结滑移和极限粘结应力的影响。结果表明:钢筋锈蚀率大于3%时试件底部开始有细微锈胀裂缝出现;锈蚀率越大,荷载作用下钢筋应变沿锚固位置的变化曲线越平缓;局部粘结应力沿锚固段呈现出双峰分布,峰值主要集中在加载端和自由端附近;加载端附近位置滑移现象最先发生,远离加载端滑移现象延后;随着钢筋锈蚀率的增大,极限粘结强度先增加后降低,极限荷载下的滑移值增大。     

钢筋与混凝土粘结性能的数值模拟方法

钢筋与混凝土的粘结是这两种材料之间的一种复杂的相互作用,是两者共同工作的前提。本文概括了粘结性能的研究现状,并重点介绍目前国内外提出的主要数值模拟方法的基本理论、各自的优缺点及适用范围,同时对各种数值模拟方法进行了横向比较,指出了数值模拟存在的缺陷,为准确模拟钢筋与混凝土之间的粘结作用提供了参考。