混凝土中钢筋的腐蚀行为及腐蚀速率预测

结合理论分析、数值模拟和试验验证,探讨了混凝土中钢筋的腐蚀行为,并建立了钢筋腐蚀速率的预测模型.首先基于试验数据,修正了混凝土的电阻率模型,然后结合混凝土中钢筋腐蚀的电化学原理和宏电池腐蚀模型,分析了保护层厚度、水灰比、氯离子含量和空气相对湿度等因素对钢筋腐蚀过程控制方式和腐蚀速率的影响,并据此建立了混凝土结构钢筋腐蚀速率的预测模型.分析表明,所建立的预测模型能够合理地反映电阻和阴极控制条件下钢筋腐蚀速率的变化趋势,具有较好的预测精度和实用性.     

温度和湿度对钢筋腐蚀控制模式及速率的影响

结合理论分析、数值模拟和模型试验数据,分析了温度和相对湿度对混凝土中钢筋腐蚀控制模式及速率的影响规律.首先基于混凝土中钢筋腐蚀的电化学原理,并考虑电极反应的逆向反应速率对活化极化过电位的影响,改进了传统钢筋腐蚀宏电池模型中的阳极腐蚀电位;然后分析了温度和相对湿度对平衡电位、交换电流密度、极限电流密度等参数的影响,建立了能够有效考虑温度和相对湿度影响的钢筋腐蚀宏电池模型;最后利用人工和自然气候环境下的试验数据,对比验证了所建模型的有效性,并分析了温度和相对湿度对混凝土中钢筋腐蚀控制模式及速率的影响规律.     

高含氯混凝土中钢筋宏电池腐蚀速率控制因素

采用宏电池腐蚀方法研究了在不同湿度条件下氧气扩散对高含氯混凝土中钢筋腐蚀速率的影响 ,得到在不同条件下钢筋腐蚀反应的控制因素。只要混凝土中毛细孔不是处于完全饱水状态 ,宏电池腐蚀反应即为混凝土电阻所控制。当试样长期处于饱水状态时 ,腐蚀反应速率为氧扩散所控制。在混凝土内部饱水程度变化时 ,控制因素的非稳态变化过程的长短由腐蚀宏电流的大小以及混凝土内部毛细孔中原有氧气总含量所决定     

电位、电阻率与钢筋腐蚀率关系研究

半电池电位法、电阻率法都是定性地估计混凝土结构中钢筋腐蚀的状态,而不能定量检测钢筋腐蚀率.本文借助这两种方法来研究电位、电阻率与钢筋腐蚀率之间的定量关系.通过对混凝土构件进行的试验研究和分析总结,得出电位法、电阻率法新的评价方法,并在工程实践中得到验证.     

盐土地区混凝土抗钢筋腐蚀性能试验研究

以不同水灰比、不同含气量、不同掺合料及不同掺合比例、不同养护方式下的混凝土为对象,通过钢筋自然腐蚀电位的变化及钢筋失重率研究了混凝土抗钢筋锈蚀性能,并采用湿通电法进行了钢筋的加速锈蚀试验.研究结果表明:混凝土的强度越高,抗钢筋锈蚀性能越好:钢筋的自然腐蚀电位会随着锈蚀的进行先增大后稍减小并趋于稳定;适当引气、加掺合料等可有效改善混凝土的抗钢筋锈蚀性能,不同掺合料改善效果不同.提出解决西部盐土地区混凝土钢筋锈蚀问题的建议混凝土配合比方案:混凝土含气量宜3%～5%;粉煤灰或矿渣掺量20%～30%,硅粉掺量5%～8%.     

某盐酸腐蚀结构的检测鉴定及加固处理

由于技术知识和安全意识的缺乏,一些企业在没有考虑防腐设计的工业厂房中采用了腐蚀性介质,对结构造成了损伤.某厂房混凝土结构检查发现,部分框架梁和板出现了不同程度的混凝土开裂和钢筋锈蚀,鉴定为盐酸腐蚀事故.针对该栋盐酸腐蚀厂房的检测情况,并对该结构受损情况通过混凝土局部置换以及钢筋替换等方式对构件进行加固处理,同时对其余未...     

现役结构混凝土内钢筋腐蚀速度监测方法研究

现役混凝土结构内钢筋腐蚀速度的实时监测是其健康监测的一个重要内容。对当前混凝土内钢筋腐蚀速度的主要测试方法进行了介绍和比较,设计了一种用于现役混凝土结构内钢筋腐蚀速度监测的“宏电池腐蚀电偶探头（Macro-cellprobe）”,并在实验室内和现场结构进行了实验验证。结果表明,该方法具有构造简单、测试方便、数据较为可靠等特点。     

混凝土中钢筋宏电池腐蚀电流的研究

在含氯盐混凝土中用零电阻电流计测定了钢筋宏电池阴、阳极之间的腐蚀电流,结果发现腐蚀电流与混凝土中钢筋的腐蚀程度有一定的相关关系,因此,对钢筋宏电池腐蚀电流的测定能够被用来简便地评价混凝土中钢筋宏电池腐蚀程度．     

海洋环境下混凝土内钢筋宏电池腐蚀危害及其防治

海洋环境中处于不同结构部位的混凝土所受的氯盐侵蚀不同,造成混凝土内钢筋存在宏电池腐蚀现象。试验结果表明,当试件内氯离子浓度梯度变化过大时,处于过渡区域附近的钢筋电位将会发生偏移且产生较大数值的宏观腐蚀电流。文中采用电化学方法,通过电场作用排除混凝土中的氯离子达到消除腐蚀的目的。工程案例表明,由于氯盐浓度差异引起的电位偏移存在于实际工程结构中,通过电化学修复方法可以有效降低结构中氯盐浓度,同时消除氯离子浓度差异引起的宏观腐蚀电池现象。     

干湿循环混凝土内钢筋腐蚀加速效应机理的研究

干湿循环是导致自然气候环境条件中钢筋混凝土结构耐久性劣化最主要的影响因素之一。本文采用喷淋和灯照的方法对干湿循环现象进行了模拟，同时进行了3种干湿循环制度条件下的氯盐侵蚀混凝土内钢筋的腐蚀速度的实验研究和理论分析，探讨了干湿循环状态对混凝土内钢筋腐蚀加速效应的机理，以及不同干湿循环制度对混凝土内钢筋腐蚀速度的加速效应。     

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。     

钢筋锈蚀检测鉴定技术在高层建筑结构中的应用

某8层商住楼主要结构构件出现混凝土开裂现象,个别构件钢筋锈蚀情况较严重。通过进行钢筋锈蚀情况普查、钢筋保护层厚度检测、混凝土施工质量及缺陷检查、混凝土碳化深度和Cl^-含量检测,发现主要原因为混凝土保护层厚度偏小及混凝土中存在蜂窝孔洞。按锈蚀情况的不同分别对构件进行处理。     

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。     

Chloride ingress and macro-cell corrosion of steel in concrete made with recycled brick aggregate

An investigation on chloride ingress and macro-cell corrosion of steel bars in concrete made with recycled brick aggregate (RBA) was carried out. As control cases, virgin brick aggregate (BA) and stone aggregate (SA) were also investigated. Both cylindrical and cracked prism specimens were studied for 16 different cases. The prism specimens were made with a segmented steel bar providing electrical connection from outside of the specimens to measure macro-cell corrosion current continuously under seawater splash exposure for a period of 30 d using a data logger. Cylindrical specimens were submerged in 3% NaCl solution at a temperature of 40°C to investigate chloride ingress in concrete made with RBA, BA, and SA after 120 and 180 d. Half-cell potential, corrosion area, and depths of corrosion were also investigated. The chloride ingress as well as corrosion of steel bars in concrete made with the different types of aggregate is ordered as RBA > BA > SA.     

混凝土中钢筋的电解液加速腐蚀方法

电解液腐蚀方法常用于诱导混凝土中钢筋的腐蚀以便加快腐蚀速度.为评价电解液腐蚀方法应用于混凝土中钢筋加速腐蚀的有效性和误差范围.在不同厚度混凝土中的光面钢筋的试验结果显示,实测腐蚀率与基于法拉第定律所计算的理论腐蚀率相符合.腐蚀过程中测量了电阻.结果显示实测电阻随累积腐蚀率变化.腐蚀初期电阻快速增大至其最大值,但随之又快速下降,再缓慢降低,直至在其最小值附近变化趋于停止.与前期研究结果的比较显示,光面钢筋与变形钢筋表现出相似的电阻-腐蚀率关系.     

迁移型阻锈剂对混凝土中钢筋的长期影响

采用含有迁移型阻锈剂(MCI)的模拟混凝土孔溶液模拟施用MCI的钢筋混凝土,利用孔溶液中阻锈剂浓度的递减模拟MCI向外部扩散,利用孔溶液中pH值的递减模拟混凝土的碳化,以研究MCI对混凝土中钢筋的长期影响。考虑MCI的类型(醇胺类的N,N-二甲基乙醇胺DMEA和氨基羧酸类的乙二胺四乙酸四钠EDTA-4Na)和浓度(0.1 mol·L^-1和0.05 mol·L^-1)的影响,并采用电化学阻抗谱测试、动电位极化曲线测试研究钢筋阻抗和腐蚀速率随MCI浓度和溶液pH值的变化情况。研究结果表明:初始模拟孔溶液中的MCI浓度对DMEA的耐久性能有一定的影响,最初采用的MCI浓度越高,钢筋表面吸附层越致密,越不易受溶液中MCI浓度降低的影响,而EDTA-4Na对钢筋的阻抗有削弱作用,当溶液中EDTA-4Na浓度降低时反而出现了阻抗增加现象; 当pH值降低时,DMEA在钢筋表面的吸附层有脱附现象,钢筋的阻抗降低,腐蚀电流密度增大,EDTA-4Na的阻锈作用增强,钢筋的阻抗增大,腐蚀电流密度降低; DMEA的阻锈性能较稳定,当溶液中MCI浓度和pH值降低时钢筋始终处于钝化状态; EDTA-4Na不能提供稳定的阻锈作用,钢筋大部分时期处于脱钝状态。     

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     

两种表面状态钢筋在氯盐环境下的腐蚀特征

采用电化学测试方法并结合显微观测技术,对混凝土模拟孔隙液中2种表面状态钢筋试件进行阳极极化试验,研究在不同氯离子浓度环境下钢筋锈蚀的变化过程.结果表明:在混凝土模拟孔隙液中无氧化皮裸筋与带氧化皮钢筋均能发生钝化,且钝化膜稳定性随氯离子浓度上升而变差,带氧化皮钢筋较无氧化皮裸筋的钝化膜更易破坏;同等氯离子浓度下,带氧化皮钢筋维钝电流较无氧化皮裸筋约大1个数量级,腐蚀更为严重.     

持续荷载作用下钢筋锈蚀对混凝土梁工作性能的影响

利用新设计的一套试验装置,对钢筋混凝土梁进行在钢筋加速锈蚀条件下的准长期静力荷载试验。通过对纵向受力钢筋通稳压直流电,采用氯化钠溶液作为电解液等实验方法,实现了被混凝土所包裹的主筋的快速均匀锈蚀。在长期恒定荷载条件下,观测了试验梁的固有频率、挠度、混凝土应变随时间的变化。通过对比,建立了恒载作用下,钢筋锈蚀量与试验梁固有频率、挠度、混凝土受压区应变变化的对应关系。并利用根据纵向裂缝宽度分布修正之后的截面抗弯刚度,采用差分法计算钢筋锈蚀后梁的挠度,试验值与实测值吻合良好。分析结果表明,梁的固有频率对锈蚀的发展敏感,在实际工程中可以通过动测方法诊断钢筋锈蚀导致的结构损伤。     

氯氧镁钢筋混凝土中涂层钢筋腐蚀的电化学特性

通过Z350电化学工作站,研究了氯氧镁钢筋混凝土中裸露钢筋和涂层钢筋在不同环境中的开路电位、极化电阻及腐蚀电流密度,并且利用扫描电镜(SEM)和X射线衍射(XRD)对腐蚀产物进行分析.结果表明:锌美特(XMT)涂层在不同环境中可以很好地保护钢筋免受腐蚀,氯氧镁钢筋混凝土中涂层钢筋在水、氯盐溶液和硫酸盐溶液中的腐蚀电流密度是裸露钢筋的1/35,1/43和1/19;氯氧镁钢筋混凝土中裸露钢筋表面存在疏松多孔的层状和块状腐蚀产物,而涂层钢筋表面只存在点蚀.由此可见,XMT涂层对氯氧镁混凝土中的钢筋有一定的防腐效果.