水灰比对水工混凝土中钢筋锈蚀的影响

通过电化学试验方法,探讨了非开裂状态下混凝土水灰比对混凝土中钢筋锈蚀的影响规律,以研究钢筋锈蚀破坏引起的水工混凝土结构失稳破坏.研究表明,降低水灰比,可以延长钢筋开始锈蚀的时间;进入稳定锈蚀阶段后,水灰比越小,稳定腐蚀电流密度就越小,水灰比与稳定腐蚀电流密度存在一定的函数关系,且数据相关性良好;降低水灰比能有效改善混凝土.钢筋界面区的微观结构,降低了界面区的氧气含量,同时也减少了界面区的毛细孔水及层间水含量,氧气和水含量的减少降低了钢筋锈蚀速率.     

超高韧性水泥基复合材料与锈蚀钢筋的梁式黏结试验研究

采用超高韧性水泥基复合材料(UHTCC)能够有效提升水工结构构件的抗氯盐侵蚀能力。然而,在长期氯盐环境侵蚀作用下,结构内部钢筋仍然可能遭受一定程度锈蚀,进而可能影响钢筋与基体材料的黏结性能。本文通过梁式界面黏结试验,对比研究锈蚀对钢筋与UHTCC、混凝土间界面黏结性能的影响。试验结果表明,与混凝土对比试件不同,UHTCC试件均呈现出延性的拔出破坏模式,以及完整的黏结滑移全曲线。在试验的锈蚀范围内,UHTCC试件并未发生锈胀开裂,而且UHTCC中的钢筋锈蚀较混凝土中更为均匀。UHTCC试件的黏结强度随锈蚀率先增大后降低,在14%锈蚀范围内黏结强度基本没有下降,锈蚀率约16%时强度仅下降5%。在16%锈蚀范围内,UHTCC试件的黏结韧性下降仅为5%。     

基于三参数Ｗｅｉｂｕｌｌ函数的盐渍土地区钢筋混凝土短柱现场暴露试验研究

为研究盐渍土地区钢筋混凝土构件耐久性退化规律,采用钢筋混凝土短柱在盐渍土地区进行现场暴露试验,对试件进行周期性的电化学试验和超声波试验,分析试件钢筋锈蚀以及裂缝发展情况。以腐蚀电流密度和相对弹性模量为评价指标,基于三参数Ｗｅｉｂｕｌｌ函数理论,对普通钢筋混凝土在盐渍土环境下的耐久性退化规律进行分析。结果表明:ω1呈先增加后减小的趋势,腐蚀电流密度则呈不断增加的趋势,钢筋在250ｄ时达到低锈蚀状态,在660ｄ时达到中等锈蚀状态。在1050ｄ时钢筋混凝土试件达到破坏状态。     

海工环境混凝土中氯离子扩散敏感性分析

混凝土结构耐久性问题是当今世界普遍关注的问题。由于氯离子侵蚀,导致钢筋锈蚀,使结构发生早期破坏,丧失了结构的耐久性能,已成为实际工程中的重要问题。基于Fick第二定律,分别考虑表面氯离子浓度、温度、水灰比、初始氯离子含量,计算氯离子扩散。敏感性分析表明表面氯离子浓度、温度、水灰比对混凝土中氯离子扩散影响较大,初始氯离子含量影响较小。     

基于断裂力学的钢筋混凝土保护层锈胀开裂模型

本文基于钢筋均匀锈蚀时混凝土的开裂试验现象建立了混凝土保护层开裂的计算模型,考虑了混凝土和钢筋的实际变形情况以及混凝土界面中的原始裂纹与缺陷,裂纹在钢筋锈蚀膨胀作用下的起裂、扩展情况,利用断裂力学和弹性力学得到了混凝土保护层开裂时钢筋的膨胀力和均匀锈蚀率的理论预测模型.分析了影响钢筋锈胀开裂的诸多因素,认为混凝土保护层厚度的增加、混凝土材料界面相的加强、混凝土断裂韧度的提高和钢筋直径的变小都有利于钢筋混凝土结构耐久性的提升.理论模型计算结果与试验数据的对比表明,本文模型可用于混凝土亮中钢筋锈蚀胀裂的预测.     

钢筋锈蚀率的概率模型及时变可靠度分析

氯离子引起的钢筋锈蚀是导致钢筋混凝土结构性能劣化的主要原因,因此有必要对钢筋锈蚀率的计算进行详细研究。考虑钢筋锈蚀过程中各影响因素的不确定性,将钢筋初锈时间和保护层开裂时间作为随机变量,首先分3种情况建立钢筋锈蚀率的计算模型;然后通过Monte Carlo模拟对锈蚀率进行概率分析,确定锈蚀率的概率分布类型和统计参数,最后根据收集的试验数据建立钢筋混凝土受弯构件剩余承载力与钢筋锈蚀率的关系,对受腐钢筋混凝土受弯构件进行时变可靠度分析。研究表明:钢筋锈蚀率服从正态-正态双峰分布;暴露时间越长,钢筋未锈蚀和混凝土保护层未开裂的概率越小;构件可靠度随时间的增加明显降低。     

水工混凝土防碳化处理方法及施工工艺

混凝土碳化是影响混凝土结构耐久性的主要原因之一，严重时使钢筋锈蚀、混凝土开裂、剥落、保护层遭受破坏，最终导致结构物破坏。为能有效地处理混凝土碳化层，对水工混凝土碳化的基本处理原则及表面封闭处理材料的分类进行了介绍，对工程运用较多的处理方法、施工工艺及其适应性进行了总结，对类似工程设计施工具有借鉴意义。     

大坝桥梁碳化分析及处理

大坝桥梁混凝土碳化严重时,使钢筋锈蚀、混凝土开裂、剥落、保护层遭受破坏,最终导致桥梁结构破坏。通过合理的施工方案和较全面的风险预控,有针对性地采取措施,采用喷涂改性VAE水泥砂浆涂料进行防碳化处理方法,确保坝体的安全稳定运行。     

粉煤灰混凝土保护层锈胀开裂裂缝形态试验研究

在普通混凝土钢筋锈蚀研究的基础上,围绕粉煤灰混凝土中钢筋锈蚀机理、影响粉煤灰混凝土中钢筋锈蚀的因素以及粉煤灰混凝土保护层锈胀开裂条件等内容展开,并通过电化学快速锈蚀的方法进行粉煤灰混凝土保护层锈胀开裂试验,对影响粉煤灰混凝土保护层锈胀开裂裂缝形态的因素进行了分析。结果表明:保护层厚度和钢筋间距不同对粉煤灰混凝土保护层锈胀开裂裂缝形态的影响较为明显。     

丙乳混凝土在水闸修补工程中的应用

1984年曾对镇海县22座水工建筑物钢筋混凝土锈蚀破坏进行了调查,在被调查的967个构件中属已损坏必须修理的占55.6%。当时认为锈蚀破坏尚不严重的浃水闸及下三山闸损坏率为33%及38.4%,1988年重新调查,二闸构件破坏需修理的已占59.5%及56.5%,其他水闸钢筋锈蚀混凝土开裂也日趋严重。导致钢筋锈蚀的诸因素中,混凝土的碳化及 c1~-的侵入是主因素,只要增强混凝土的密实性,提高其抗渗性,就能抑制钢筋钝化膜的破坏锈蚀而防止混凝土开裂。而在构件修补过程中还要解决修补材料与构件结合面的粘结强度,以及表面防护,以期达到安全运行的目     

滨海地区高压线路桩基础的腐蚀机理和防治措施探讨

通过对混凝土结构受海水腐蚀机理的分析,结合滨海地区高压线路铁塔桩基础的特点,综合对比了目前采用的多种混凝土与钢筋防海水腐蚀措施,提出了采用钢套筒作为桩基础防海水腐蚀的措施,采用钢套筒护壁能够有效地保证混凝土保护层厚度并减少混凝土裂隙,从而达到预防海水腐蚀破坏的目的.     

基于混凝土断裂的钢筋锈胀力预测模型

保护层锈胀开裂是钢筋混凝土结构耐久性极限的一个重要标志,将弹性力学和线弹性断裂力学方法相结合,建立了钢筋均匀锈胀力的预测模型;与其他预测方法的比较证明了该模型的有效性。结合经验公式,建立了锈胀开裂时钢筋锈蚀量预测模型,对实验数据的分析证明该模型预测准确。     

不同环境中杂散电流对钢筋混凝土腐蚀影响

研究了在一般环境、氯化物环境、冻融-氯化物环境中,杂散电流对普通钢筋混凝土和添加适量活性掺合料的耐腐蚀钢筋混凝土腐蚀程度的影响。试验结果表明,在氯盐-杂散电流双重因素腐蚀条件下,氯化物环境加速杂散电流对建筑钢筋混凝土结构的腐蚀。与同水胶比普通混凝土相比,耐腐蚀混凝土内钢筋产生锈蚀的电流密度可提高5倍。耐腐蚀混凝土极大延缓氯盐环境中杂散电流腐蚀破坏时间,较同水胶比的普通混凝土延长15倍。杂散电流的存在加剧了混凝土在氯化物环境中的冻融破坏。     

腐蚀环境中海工混凝土抗氯离子侵蚀性

模拟我国南方沿海浪溅区和水位变动区的海工钢筋混凝土结构物的腐蚀环境，对掺入粉煤灰和矿渣的混凝土抗氯离子侵蚀性进行了试验。结果表明，在水灰比相同的条件下，加掺和料的混凝土抗氯离子侵蚀性高于普通混凝土。     

Finite element model of reinforcement corrosion in concrete

A nonlinear finite element model (FEM) of the corrosion of steel reinforcement in concrete has been successfully developed on the basis of mathematical analysis of the electrochemical process of steel corrosion in concrete. The influences of the area ratio and the Tafel constants of the anode and cathode on the potential and corrosion current density have been examined with the model. It has been found that the finite element calculation is more suitable for assessing the corrosion condition of steel reinforcement than ordinary electrochemical techniques due to the fact that FEM can obtain the distributions of potential and corrosion current density on the steel surface. In addition, the local corrosion of steel reinforcement in concrete is strengthened with the decrease of both the area ratio and the Tafel constants. These results provide valuable information to the researchers who investigate steel corrosion.     

不同保护层厚度下微锈蚀钢筋混凝土粘结性能梁式试验研究

采用稳压恒流电源对钢筋进行加速锈蚀,通过法拉第定律控制锈蚀量,对微锈蚀钢筋混凝土梁式试件进行粘结性能试验研究,并依据试验结果开展理论分析。试验测量了试件角部的钢筋和底边中部的钢筋在不同保护层厚度下的钢筋各点的应变,由测得应变,通过微段平衡求解出各测点的粘结应力。根据各测点的粘结应力拟合出粘结应力沿整个锚固长度的变化曲线。并结合试件自由端的荷载－滑移曲线分析保护层厚度、钢筋位置、锈蚀程度对试件粘结性能的影响。试验结果表明,钢筋的轻微锈蚀提高了试件的极限粘结强度,但使粘结应力沿锚固长度的分布更不均匀,降低了锚固长度的利用率;另外,位于梁底中部钢筋的粘结强度要高于位于梁底角部钢筋,同时,保护层厚度的增加有利于粘结强度的提高。     

海水环境下水泥结石体性能试验研究

厦门海底隧道的注浆经验表明,海水对注浆结石体的影响是严重的。即使采用淡水拌和浆液,环境中海水的影响还是超出了想象。采用早强水泥,分别配制了水灰比在0.5~1.0范围内的水泥试件,在不同拌和条件和养护环境下,研究早强水泥强度随时间变化的规律。侵蚀试验表明,海水具有明显的早强作用,但随着养护时间的增加,海水侵蚀作用逐渐显现,且随着水灰比的增大而增大。水泥结石体在腐蚀过程中,其内部结构均经历一个先由于腐蚀产物的填充作用而逐渐密实再过渡到由于腐蚀产物继续产生和膨胀,使密实度逐渐降低,最后发展为强度逐渐降低的过程。基于以上分析,海底隧道注浆材料宜选用水灰比0.5左右的矿渣硅酸盐水泥浆体。     

盐池灌区环境水和岩土浸出液对泵站及渠道混凝土腐蚀破坏原因分析

盐池灌区的三道井泵站和干渠混凝土出现裂缝、酥松、隆起、滑塌、钢筋腐蚀,造成防渗功能丧失,输水能力降低.对泵站和渠道沿线环境水水质、岩土浸出液、土壤土质取样化验表明,环境水中的Cl-、SO42-含量超标,与混凝土内部的Ca(OH)2、3CaO3·SiO2·3H2O等不稳定物质产生化学反应,混凝土体积膨胀导致结构破坏.土壤...     

砼构件中钢筋腐蚀速度的检测

通过适当处理钢筋对外加电流的暂态响应数据，使极化电阻法适用于较大砼构件（梁、板）中钢筋腐蚀的检测。小辅助电极法测试结果表明，该方法能较为准确地检测砼构件中钢筋各点的腐蚀速度，而无需考虑小辅助电极引起在大面积工作电极─钢筋上电流的不均匀分布，以及无法确定的极化面积。