护环法在钢筋混凝土体系腐蚀评价中的可行性研究

采用普通三电极体系评价现场大钢筋混凝土结构时。辅助电极面积与钢筋表面积相差很大而导致极化电力线难以均匀分布在钢筋表面，极化面积不确定。为解决这一问题，采用护环电极（Guard Ring Electrode，GRE or GE）方法即在普通三电极法基础上添加一圆环形护环电极（GE）．通过GE电流将辅助电极（CE）电流限制在CE投影面积内，试验中评价了不同腐蚀状态的钢筋。并与均匀极化法对比，结果表明：在正确的电流限制下。护环电极法能够较准确地评价钢筋腐蚀状态，该方法尤其适合已脱钝体系。     

用丝束电极模拟研究混凝土中钢筋的锈蚀

用丝束电极模拟混凝土中钢筋表面的不同位置,研究了浸于pH=12,浓度为10％的NaCl溶液中直至9d的混凝土中钢筋的锈蚀状况．通过测量丝束电极的自然腐蚀电位、极化电阻、腐蚀电流,以及在丝束电极探头附近混凝土的密实性、孔溶液的pH值和Cl^-含量的取样分析,研究了由于混凝土的不均匀性造成Cl^-在其中扩散的不均匀性所致的钢筋锈蚀状况．结果表明：混凝土保护层越厚,则电极自然腐蚀电位越高,钢筋实际锈蚀状况也越轻;在混凝土密实性较高区域的孔溶液PH值相对较高,Cl^-含量较低,由于该区域电极的自然腐蚀电位较高,因而电极的实际腐蚀状况较轻,而在混凝土密实性较低的区域,情况则刚好相反．     

氯离子对混凝土中钢筋锈蚀行为的影响

采用线性极化和交流阻抗测试技术,结合钢筋腐蚀电位监测,研究氯离子含量对混凝土中钢筋锈蚀行为的影响,分析不同氯离子含量对钢筋的锈蚀速率。结果表明,混凝土中氯离子含量越大,钢筋腐蚀电位越低,腐蚀电流密度越大;当混凝土中氯离子含量为0.06%时,钢筋腐蚀电流密度大于0.1μA/cm2,钢筋保护膜已经破钝,当混凝土中氯离子含量为0.3%时,钢筋腐蚀电流密度超过1μA/cm2,腐蚀速率为氯离子含量为0.06%混凝土中钢筋的4～5倍。     

钢绞线表面积对其腐蚀速率模型的影响

在预应力混凝土构件中,钢绞线一般都是处在三维的钢筋骨架中,在被腐蚀时,它们各自腐蚀的同时还会相互影响,随着成束钢绞线的使用,钢绞线表面积变化将会对腐蚀速率产生影响。为了得到钢绞线表面积对其腐蚀速率模型的影响,本文通过试验对比了不同数目钢绞线组成的成束钢绞线的截面形式下的腐蚀速率,结果表明:成束钢绞线之间越紧密,通道越小,腐蚀速率越小;反之,通道越大,腐蚀速率也越大。同时结合已有的钢绞线腐蚀速率基本模型得到加钢绞线束根数变化的综合腐蚀速率模型。     

无机添加剂对混凝土性能影响的电化学研究

应用3×3阵列丝束电极模拟研究了混凝土中钢筋的腐蚀.将混凝土试样浸泡在10%NaCl溶液中,通过测量铁丝束电极的自腐蚀电位,获得了在不同埋置深度时,铁丝腐蚀的电位分布信息,研究了加入不同无机添加剂对它的影响.结果表明,普通混凝土中铁丝腐蚀不均匀,自腐蚀电位较分散,电位随时间负移.加入20%粉煤灰,铁丝自腐蚀电位负移量减少,腐蚀程度显著下降;加入4%NaNO2,铁丝自腐蚀电位负移量比加入粉煤灰更少,铁丝的腐蚀程度明显减少,但NaNO2作为阻锈剂存在局限性;当混凝土中同时添加粉煤灰和NaNO2时,电位负移速度减缓,但达不到单独添加粉煤灰或NaNO2时的防腐效果.比较得出,单独加入粉煤灰防腐效果最好.     

碳化对混凝土钢筋锈蚀的影响

因混凝土碳化引起的钢筋腐蚀造成结构破坏的问题非常普遍和严重。本文研究内容包括在碳化环境下不同品种水泥（普通硅酸盐水泥和石灰石水泥）,不同矿物掺合料,内掺氯盐（试样成型时掺入一定的氯盐）等对钢筋腐蚀速率的影响。试验采用高浓度碳环境使砂浆保护层在较短时间内碳化。实验通过对普通硅酸盐水泥和石灰石水泥的测试得出了他们之间在锈蚀程度上的差异。论文中,主要研究了混凝土用钢筋在碳化条件下的腐蚀性能。     

盐冻对钢筋混凝土杂散电流腐蚀的影响研究

设计了盐冻时混凝土杂散电流腐蚀试验和盐冻后混凝土电阻率测试试验，通过测试杂散电流密度和混凝土电阻率研究了盐冻时混凝土杂散电流的腐蚀规律及盐冻后混凝土电阻率的变化规律，揭示了盐冻对混凝土杂散电流腐蚀的影响。结果表明：盐冻时，杂散电流密度与温度正相关，冷冻过程的混凝土杂散电流腐蚀比融化过程严重，而连续冻融循环将减小混凝土杂散电流腐蚀；盐冻后，混凝土的电阻率显著降低，并随冻融循环次数的增加呈指数衰减趋势，氯盐加速了混凝土电阻率的降低；氯盐浓度越大，钢筋杂散电流腐蚀越严重。     

基于荷载与环境共同作用的钢筋锈蚀规律研究

采用背对背加载方式,利用螺杆对钢筋混凝土受弯构件施加持续荷载,进行氯盐溶液侵蚀与加速碳化交替作用试验,基于半电池电位法和线性极化法研究了混凝土在碳化、氯盐侵蚀与荷载三者共同作用下的钢筋锈蚀规律。试验结果表明,干湿循环导致钢筋锈蚀速率增长;荷载水平较低时,碳化对钢筋锈蚀的影响占主导作用;荷载水平较高时,需综合考虑碳化与荷载作用的影响。双掺矿粉和粉煤灰的混凝土钢筋锈蚀速率较普通混凝土快。腐蚀电流密度在0.1~1μAcm2之间时,对应腐蚀电位在-200~-350 m V之间,基于半电池电位法判断钢筋的锈蚀状态具有一定的局限性,辅以线性极化法可以对钢筋锈蚀状态进行定量分析。     

珊瑚骨料混凝土中钢筋的开始锈蚀模型

采用线性极化法和电化学交流阻抗谱法,分析了不同电压下珊瑚骨料混凝土中钢筋腐蚀电位和腐蚀电流的时变性;测试了珊瑚骨料混凝土和普通混凝土的电阻率和孔隙率,研究了2种混凝土的临界氯离子浓度.结果 表明:在相同电压下,珊瑚骨料混凝土腐蚀电位的稳定期和腐蚀电流的平稳期较普通混凝土短;珊瑚骨料混凝土的临界氯离子浓度小于普通混凝土.     

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。     

碳化环境中混凝土钢筋锈蚀速率监测研究

基于室内标定试验得到的混凝土内部温湿度对于钢筋锈蚀速率的影响关系以及现场混凝土内部温湿度的实时监测数据,提出了一种用于实时监测混凝土内钢筋锈蚀速率的新方法,并设计了相关试验进行验证.结果表明:通过该监测方法得到的钢筋锈蚀速率数据能较为可靠地计算钢筋锈蚀量.     

基于PZT波传播法的混凝土内部钢筋锈蚀监测方法

为有效监测钢筋混凝土结构内部钢筋的锈蚀,提出了基于压电陶瓷(PZT)波传播法的钢筋锈蚀监测方法.首先,基于PZT波传播法对变形钢筋进行了试验研究及数值模拟,找出了应力波在无锈蚀钢筋中的传播衰减规律;然后,设计制作了18个钢筋混凝土试件,在埋入每个试件中的钢筋表面相同位置粘贴PZT激励器/传感器;最后,对试件进行电化学快速锈蚀,并在试件锈蚀过程中,对其进行PZT测试,来追踪锈蚀对应力波传播特性的影响.结果表明:钢筋锈蚀严重影响应力波的传播衰减规律,传感器接收到的信号幅值与钢筋锈蚀率之间呈二次函数的关系.     

间歇通电联合电极移动作用下电渗法加固滩涂淤泥试验研究

针对电渗法试验中出现的土体抗剪强度不足的问题,基于通电4h、断电30min为最优间歇比,依据试验时间来控制移动电极,展开了间歇通电联合电极移动作用下电渗法加固滩涂淤泥的室内试验研究,通过对比分析排水速率、电流、土样表面沉降等变化规律,研究电极移动时间对加固效果的影响.试验结果表明:间歇通电联合中期移动电极条件下的排水量...     

一种新的混凝土中钢筋加速锈蚀的方法

从混凝土中钢筋的锈蚀机理出发,对已有的混凝土中钢筋加速锈蚀的方法比较分析,将加速锈蚀反应的锈蚀介质进行合理改进,以湿盐砂充当介质,并利用法拉第原理对锈蚀率进行控制,据此设计实验对钢筋混凝土梁中钢筋进行加速锈蚀。结果表明,以湿盐砂为介质的加速锈蚀方法所获得的锈蚀效果与实际混凝土结构中钢筋的锈蚀效果极其接近,具有良好的可行性和适用性。     

Performance evaluation of rebar in chloride contaminated concrete by corrosion rate

The presence of chloride ions in reinforced concrete (RC) plays a major role in reinforcement corrosion and hence for the durability and service life of RC structures. With growing concern towards the deterioration of reinforced concrete structures, the use of electrochemical techniques for their performance evaluation has become an important topic of durability study. This paper illustrates the findings of an experimental investigation carried out on large number of specimens for evaluating the performance of different types of rebar in chloride contaminated concrete made with different types of cement through different corrosion rate techniques. The specimens were prepared with three types of cement and three types of steel. From the results of corrosion rate, it was observed that the values of corrosion rate obtained by linear polarization resistance (LPR) technique with guard ring arrangement were in close agreement with those obtained by gravimetric method. On the other hand the corrosion rate values obtained by AC impedance spectroscopy were slightly lower than those obtained by LPR measurement. Further, correlations between different corrosion rate techniques were also obtained. From the results of analysis of variance (ANOVA), it was observed that chloride content has the strongest effect on corrosion rate as compared to other factors.     

混凝土中钢筋空间锈蚀特征参数的测试及分析

通过45个混凝土试件中135根光圆钢筋和带肋钢筋的加速锈蚀试验,采用研发的钢筋空间锈蚀形态测试装置和空间锈蚀特征参数分析方法,确定了混凝土中钢筋的空间锈蚀形态图像和空间锈蚀特征参数,进而定量分析了钢筋的质量锈蚀率与最大锈蚀深度、最小剩余截面积、最大截面锈蚀率和点蚀因子等空间锈蚀特征参数之间的相关性,为准确描述混凝土中钢筋的空间锈蚀分布形态提供了基础.结果表明:随着钢筋质量锈蚀率的增加,其最大锈蚀深度和最大截面锈蚀率呈线性增大,而最小剩余截面积和面积点蚀因子呈线性减小;随着钢筋最大锈蚀深度的增加,其最小剩余截面积呈线性减小;与光圆钢筋相比,带肋钢筋的非均匀锈蚀程度更高;与深度点蚀因子相比,钢筋面积点蚀因子与质量锈蚀率之间的相关性更加明显.     

RC梁-圆钢管混凝土柱节点环梁承载力设计方法

结合静载、低周往复及拟动力等历次环梁节点的试验结果,总结了环梁节点的破坏形态,提出了基于试件破坏面极限平衡的节点环梁承载力设计方法。该方法综合考虑了环梁环筋和箍筋的相互作用及框架梁、环梁截面尺寸的影响。利用三维有限元分析了在框架梁端弯矩作用下环梁的应力分布,比较了楼板的存在对环梁环向、径向以及竖向应力的影响,从而考虑楼板对环梁承载力的有利作用。在此基础上进一步提出了节点环梁实用的承载力计算公式,由框架梁梁端的配筋可直接求得环梁的配筋,极大地简化了设计计算工作。该计算公式与试验数据符合良好,可用于工程设计。     

深孔注浆条件下地铁施工地层位移预测研究

以北京地铁7号线工程为研究背景,首先,利用现场实测数据对深孔注浆预加固条件下,地铁暗挖施工引起地表沉降特性及其地层损失率、沉降槽宽度系数进行了反演分析。其次对注浆加固圈厚度、加固圈等效变形模量、洞室开挖面积、开挖面地层加权变形模量、上覆土厚度、上覆土加权变形模量等参数对深孔注浆条件下地层变形的影响情况进行了因素分析,并在此基础上,提出了深孔注浆预加固条件下Peck理论方法关键参数的预测方法。另外,采用室内试验、数值试验以及理论研究相结合的方法,对深孔注浆复合体的变形和强度特性进行了系统分析,提出了注浆加固复合体等效压缩模量的数学模型,建立了注浆复合体数值计算模型参数的确定方法。以上工作可以为获得可靠的地表变形预测提供方法基础,同时可以为深孔注浆设计优化提供借鉴。     

基于通电退化的再生混凝土中钢筋可靠性评估

为了评估阻锈剂对再生混凝土中钢筋的保护作用,设计了钢筋再生混凝土恒电流通电加速锈蚀试验,对再生混凝土中钢筋进行电化学试验,分析钢筋极化曲线及交流阻抗,计算钢筋腐蚀电流密度,并以腐蚀电流密度作为损伤变量,运用Weibull分布函数建立再生混凝土中钢筋的可靠度函数.钢筋通电加速试验后,对钢筋进行微观形貌观测.结果 表明:随着通电时间的增加,未掺阻锈剂的再生混凝土试件中钢筋表面出现颗粒状的锈蚀物;掺加阻锈剂的再生混凝土试件中钢筋表面出现大量的微裂纹;可靠度为60％时未掺和掺加阻锈剂试件中钢筋失效时间分别为880、2060 h,阻锈剂可以使再生混凝土使用寿命延长至原来的2.34倍.