混凝土中钢筋腐蚀与防护技术(5)——混凝土外涂层防护与涂层钢筋

混凝土中钢筋锈蚀,成为当今影响钢筋混凝土结构物耐久性的主导因素之一,因此,人们在认识和重视钢筋锈蚀危害的同时,将防止钢筋锈蚀的技术措施作为重点进行研究,并作为提高钢筋混凝土结构物耐久性的主攻方向之一。按照国内外目前的相关规程、规范的规定,保护钢筋、提高钢筋混凝土结构物耐久性的技术措施,一般划分为两大类,即“基本措施”和“附加措施”。提高混凝土自身对钢筋的保护能力,是最重要、最根本的防护原则。目前国内外一大批研究者和工程人员,正在致力于改善和提高混凝土的密实性、减少裂纹的产生等。其中,“高性能混凝…     

混凝土中钢筋锈蚀研究概述

钢筋混凝土结构中钢筋的锈蚀或腐蚀是导致结构耐久性退化的主要因素之一。综合现有的研究可知,碳化使混凝土中性化,而氯离子起催化剂的作用,两者均能破坏钢筋表面的水化氧化膜。氯离子穿透保护层混凝土到达钢筋表面,钢筋锈蚀开始。钢筋锈蚀物体积膨胀,在混凝土内部堆积和扩散能减缓锈蚀速率,但钢筋的锈蚀速率主要由保护层质量和环境条件决定。现有的钢筋锈蚀模型多是经验公式,而钢筋的预测模型对于研究混凝土结构耐久性问题十分重要,故仍有必要进一步研究。结合国内外大量的研究,对混凝土结构中的钢筋锈蚀问题进行了系统的分析,对于有效解决钢筋锈蚀问题以及提高混凝土结构耐久性具有重要意义。     

浅议混凝土中钢筋的锈蚀

针对混凝土中的钢筋锈蚀问题，从其作用机理、锈蚀条件及其与混凝土碳化、氯离子之间的关系等方面进行了阐述，为防止混凝土中钢筋锈蚀提供理论支持。     

环氧涂层钢筋粘结强度的试验研究

解决钢筋锈蚀问题的一个切实有效的方法是采用环氧涂层钢筋。环氧涂层钢筋具有防腐性能稳定、生产工艺简单、耐磨损、对环境污染少、成本较低等优点,近年来,环氧涂层钢筋在欧美、日本等国得到越来越多的应用。首次在国内开展了环氧涂层钢筋在我国大型水工建筑物中的应用研究。对环氧涂层钢筋的粘结锚固性能进行了较为系统的试验研究和分析,并提出了相应的设计建议。     

混凝土中钢筋腐蚀原理及防护

本文通过对造成混凝土中钢筋锈蚀的主要影响因素进行分析,有针对性地提出了若干抑制钢筋锈蚀的有效措施,以达到最大可能延长钢筋混凝土结构的使用寿命的目的。     

钢筋腐蚀与混凝土结构的耐久性

通过事例说明了钢筋腐蚀给世界各国带来了巨大的损失，造成了严重的财政负担，是影响混凝土结构耐久性的主要因素，以引起人们对钢筋腐蚀问题的重视，从而保证混凝土结构的耐久性。     

剑麻纤维珊瑚混凝土微观结构研究

为研究不同硅灰掺量下剑麻纤维增强珊瑚混凝土的微观结构,通过扫描电镜(SEM)对剑麻纤维增强珊瑚混凝土中的珊瑚骨料-浆体界面过渡区、浆体-剑麻纤维界面过渡区及水泥浆体三个部分的形貌与微观结构特征进行分析,为剑麻纤维增强珊瑚混凝土其它性能及应用提供参考。试验结果表明:珊瑚骨料与水泥浆体粘结性能优良,剑麻纤维与硬化水泥浆体之间的间隙很小,结合比较紧密,硅灰掺量为20%~30%的水泥浆体中的C-SH凝胶尺寸细小,硬化体呈现整体化结构。     

钢筋锈蚀与混凝土的耐久性

钢筋混凝土仍然是当今世界占主导地位的建筑材料和结构形式，并以耐久性好而著称，但是，钢筋混凝土结构的耐久性使用问题又逐渐成为当今世界普遍关注的重大课题，本文就对此进行讨论及论述。     

环氧涂层钢筋海水珊瑚混凝土柱抗震性能与损伤评价

为了研究海水珊瑚混凝土柱的抗震性能,以混凝土类型、纵筋配筋率、配箍率和轴压比为主要参数,开展了6个环氧涂层钢筋混凝土柱低周反复荷载试验,分析了柱的破坏形态、承载力、延性和滞回耗能等变化。研究结果表明：环氧涂层钢筋海水珊瑚混凝土具有良好的抗震性能,海水珊瑚混凝土对柱延性、刚度退化有明显影响,而对承载力与耗能能力影响较小;海水珊瑚混凝土柱位移延性系数和承载力较普通混凝土柱降低19.25%与6.67%,而屈服荷载和峰值位移分别提高5.94%、25.90%;环氧涂层钢筋海水珊瑚混凝土柱耗能能力和滞回特性随纵筋配筋率和轴压比的变化而显著改变;增大配箍率可提高其延性。针对环氧涂层钢筋海水珊瑚混凝土柱提出了骨架曲线模型与抗震损伤评估模型。分析表明,侧移达到弹塑性层间位移角限值时,海水珊瑚混凝土柱纵筋配筋率或配箍率宜分别提高10%、16%,可以使其震损水平与普通混凝土柱相近。     

混凝土中钢筋锈蚀的研究进展

阐述了混凝土中钢筋锈蚀的研究背景和研究动态 ,从钢筋锈蚀机理研究、钢筋锈蚀速度、钢筋锈蚀量以及锈后钢筋混凝土构件的力学性能研究等几方面总结归纳了国内外研究成果 ,并提出了今后混凝土中钢筋锈蚀研究的发展方向。     

全珊瑚混凝土中钢筋锈蚀的氯离子阈值研究

基于线性极化电阻（LPR）法和混凝土“Ⅱ维氯离子扩散理论”模型,针对埋置不同种类钢筋的全珊瑚混凝土（CAC）试件进行270d的暴露试验,得到CAC试件中钢筋的腐蚀速率（i）和表面自由氯离子含量（Csf）值,并确定了钢筋锈蚀的氯离子阈值（CTV）取值范围.结果表明：随着混凝土保护层厚度的增大,CAC试件中钢筋的腐蚀电位逐渐正移,腐蚀电流逐渐减小,钢筋的锈蚀概率和腐蚀速率均逐渐降低;相同条件下,CAC试件中不同种类钢筋的耐蚀性能由强到弱依次为：2205双相不锈钢筋（2205S）＞316L不锈钢筋（316L）＞有机新涂层钢筋（OCS）＞普通钢筋(OS);根据钢筋Csf与i之间的关系,得到OCS、316L和2205S的CTV取值范围,分别为小于0210%、0330%～0410%和大于0463%.     

混凝土结构中钢筋保护层厚度的控制

分析了我国现浇混凝土结构中钢筋保护层厚度控制方面存在的问题,并从提高混凝土结构工程的安全性与耐久性着眼,提出了提高钢筋保护层厚度控制质量的几点建议,可供混凝土结构标准制订、设计、施工、监理时参考。     

荷载作用下珊瑚混凝土中氧气扩散系数试验研究

试验设计测定多组C30珊瑚混凝土的抗压强度,得到珊瑚混凝土的极限抗压强度,并对研究试件施加0、25%、45%、65%的极限荷载值,后通过超声波速对试件损伤进行量化表征,测定荷载作用下珊瑚混凝土的氧气扩散系数。结果表明：最优配合比C30珊瑚混凝土极限抗压强度为32.9 MPa;通过超声波速对试件横截面的不同位置进行测量,发现荷载对珊瑚混凝土的损伤有较大的影响,且随着施加荷载的增加,超声波速也逐渐降低。且荷载对珊瑚混凝土两端边缘造成的损伤较为接近;对比珊瑚混凝土试件和砂浆试件的氧气扩散系数,发现珊瑚混凝土试件孔隙率更大,致使氧气扩散系数更大。且珊瑚混凝土预先施加荷载值越大,试件的损伤就越重,产生的微裂缝越多,氧气传输速率越快,最终氧气扩散系数越大,氧气浓度传输遵循先快后缓的规律。     

活性瓷釉涂层钢筋腐蚀后性能研究

活性瓷釉涂层能够显著提高钢筋的耐腐蚀能力。为了研究活性瓷釉涂层钢筋的腐蚀后微观结构和腐蚀性能,进行了活性瓷釉涂层钢筋和裸钢在质量分数3.5 wt.%NaCl溶液中的浸泡腐蚀试验。通过SEM、EDS和动态极化曲线测试对涂层钢筋的微观结构和腐蚀程度进行分析。分析结果表明,涂层钢筋主要以阳极溶解的方式发生腐蚀,浸泡90d后腐蚀程度极低。涂层钢筋表面存在裂缝,腐蚀仅在裂缝下方基体钢筋发生,腐蚀产物厚度为15～20μm,腐蚀产物通过裂缝发生扩散。     

海水拌制珊瑚混凝土中不锈钢钢筋的锈蚀速率

为探究不锈钢钢筋珊瑚混凝土的长期耐蚀性,采用线性极化、交流阻抗、极化曲线等方法,研究了珊瑚混凝土中304、2205不锈钢钢筋在3.5％NaCl溶液中750 d的锈蚀电流密度,并与强度等级相当的普通混凝土中碳钢钢筋进行对比.结果表明:珊瑚混凝土中不锈钢钢筋锈蚀电流密度始终低于0.10μA/cm2,750 d后不锈钢钢筋仍处于钝化状态,其中2205不锈钢钢筋的锈蚀电流密度更低;普通混凝土中碳钢钢筋腐蚀电流密度始终维持在珊瑚混凝土中不锈钢钢筋的10倍以上,750 d时碳钢钢筋发生了明显锈蚀;线性极化法测量的钢筋锈蚀状态与实际观察结果吻合较好,更适用于测量混凝土中钢筋锈蚀状态.     

混凝土中钢筋极化曲线特征分析

为避免极化曲线测试中平衡电位发生偏移,提出了阳极极化电流方法.根据锈蚀前后钢筋极化曲线特征分析对平衡电位发生偏移做出了合理解释,明确了相关影响因素.给出了基于阳极极化电流法的钢筋锈蚀临界极化电流密度及相应的腐蚀电流密度经验公式.试验结果表明,阳极极化电流方法能有效判别钢筋锈蚀,对应的临界极化电流密度为0.2 μA/cm2.     

环氧涂层钢筋与海水珊瑚混凝土的黏结性能

采取拉拔试验研究了环氧涂层钢筋与海水珊瑚混凝土间的黏结性能,分析了混凝土类型（普通混凝土、海水珊瑚混凝土）、混凝土强度等级（C25、C35）、锚固长度（48、90、128mm）、钢筋种类（普通钢筋、环氧涂层钢筋）及混凝土保护层厚度（67、42mm）对试件黏结强度与黏结滑移曲线的影响规律.结果表明：环氧涂层钢筋海水珊瑚混凝土试件的破坏模式主要为劈裂破坏,其黏结性能与普通钢筋混凝土试件有明显区别;海水珊瑚混凝土试件黏结强度高于普通混凝土试件,且黏结强度随混凝土强度等级和保护层厚度的增长而提高,随锚固长度的增长而降低,混凝土保护层厚度对黏结强度的影响最为明显;环氧涂层钢筋海水珊瑚混凝土试件的黏结滑移曲线可分为微滑移、滑移和下降3个阶段,钢筋种类和混凝土类型对曲线特征有明显影响.依据试验结果推导得到了环氧涂层钢筋海水珊瑚混凝土的黏结强度计算式,其计算值与实测值吻合良好,可用于实际工程.     

“混凝土中钢筋腐蚀与防护技术”讲座答疑

本刊于 1999年第 8期至 2 0 0 0年第 1期连续刊出了“混凝土中钢筋腐蚀与防护技术”的技术讲座 ,此后收到不少读者的来电、来函 ,提出了一些问题 ,希望解答和讨论。这说明大家对这个题目的关心和兴趣。限于知识面和业务范围的局限性 ,不可能对所有问题作出回答 ,现仅就涉及较多的有关问题 ,请讲座主持人洪乃丰高工以讨论方式给予解答 ,与同行们共同切磋。