钢筋通电锈蚀过程电流有效性分析

外加电流加速锈蚀是钢筋锈蚀研究中广泛应用的方法.为探究外加电流在钢筋加速锈蚀过程中的实际消耗,通过微米级X射线计算机断层扫描(X-ray computed tomography,XCT)技术对砂浆试块内钢筋的通电加速锈蚀过程进行跟踪测试,实现不同阶段钢筋锈蚀质量损失的量化,进而获得各个阶段电流有效系数.试验结果表明,XCT技术可进行钢筋锈蚀过程的无损跟踪、锈蚀形貌表征和锈蚀参数量化.通过量化电流有效系数可得,受钢筋脱钝、电解水反应和钢筋自然锈蚀的影响,不同锈蚀阶段的电流有效系数存在差别.保护层在开裂前发生钢筋脱钝和电解水反应,电流有效系数偏低;开裂后由于钢筋自然锈蚀,电流有效系数偏高.     

混凝土中钢筋阳极极化性能与其腐蚀状态的关系研究

对混凝土内钢筋的阳极极化性能与其腐蚀状态的关系进行了研究。结果表明,钢筋阳极极化曲线中的维钝区间与钢筋表面的钝化状态有很好的相关性。当维钝区间大于280mV时,钢筋表面钝化状态保持良好;当维钝区间下降至250～280mV后,钢筋表面开始脱钝并出现部分锈蚀,即阳极极化曲线中250～280mV维钝区间为钢筋表面脱钝并开始锈蚀的节点。混凝土中钢筋表面的脱钝时间与其中氯离子含量具有较为密切的关系,试验中脱钝时间t与氯离子含量c的函数关系为t=-39.8ln(c)+84.4。     

混凝土内变形钢筋锈蚀速率时变规律试验研究

基于钢筋锈蚀的混凝土结构使用寿命预测的一个重要问题是建立混凝土内钢筋锈蚀速率模型．通过试验研究得出不同水灰比对钢筋锈蚀速率时变规律的影响,即水灰比越大钢筋的锈蚀速率越高．同时研究了钢筋锈蚀速率的时变规律,在恒定气候条件下,其多变过程可分为锈蚀初期的下降阶段、平稳发展阶段和混凝开裂后的上升阶段．     

恒定气候混凝土内钢筋锈蚀速率的时变特征与机理

为了深入研究混凝土中钢筋腐蚀龄期对钢筋锈蚀速率的影响，通过加速腐蚀试验研究了不变环境条件下混凝土中钢筋腐蚀电流强度的经时变化过程，并通过微观测试技术对混凝土中钢筋锈蚀层发展过程进行了机理分析，全面解释了钢筋腐蚀速率的经时变化过程规律．结果表明：钢筋表面锈蚀层（水泥浆体与铁锈物混合层）的形成与发展是钢筋锈蚀速率发生变化的主要原因；在气候环境条件恒定条件下，混凝土内钢筋的锈蚀速率的时变过程可分为锈蚀初期的下降阶段、平稳发展阶段和混凝土开裂后的上升阶段．     

一般大气环境下钢筋开始锈蚀时间的计算方法

在评估混凝土结构耐久性时,其关键是确定钢筋开始锈蚀条件.一般大气环境下混凝土中钢筋开始锈蚀的条件是混凝土碳化及钢筋脱钝.碳化残量是描述钢筋开始锈蚀的重要参数,其大小取决于部分碳化区长度、碳化速度及脱钝速度.以实际工程检测数据为主要依据,考虑不同环境条件,以碳化系数、保护层厚度和局部环境系数为主要参数,利用回归分析方法建立了碳化残量的计算公式,并由此计算钢筋开始锈蚀的时间.通过实际工程数据验证,表明本文给出的钢筋开始锈蚀时间计算方法,在工程应用上是可行的,从而为合理评定混凝土结构耐久性提供依据.     

锈蚀速率对混凝土中锈蚀产物渗透的影响

钢筋出现锈蚀后锈蚀产物会在保护层孔隙中扩散，延缓锈胀裂缝发展．为提高从保护层裂缝宽度推算钢筋锈蚀率的准确性，设计不同外加电流密度的通电加速锈蚀实验，使钢筋以不同锈蚀速率发生锈蚀，基于结合X射线计算机断层成像和有限元的逆向建模方法计算锈蚀产物体积修正系数，量化锈蚀产物渗透，分析锈蚀速率的影响．结果表明，随着钢筋锈蚀速率的增大，锈蚀产物渗透减少，锈蚀产物体积修正系数增大；随着钢筋锈蚀过程发展，锈蚀产物体积修正系数减小，但减小过程与锈蚀速率无关；锈蚀产物体积修正系数随着钢筋锈蚀率的增大呈指数减小．研究结果可为钢筋混凝土结构的钢筋锈蚀评估提供依据．     

锈蚀钢筋混凝土梁的抗扭承载力

目的研究钢筋锈蚀对钢筋混凝土梁抗扭承载力的影响,为锈蚀构件寿命分析提供计算依据．方法对20根快速锈蚀梁进行抗扭承载力测试,并基于变角空间桁架计算模型,建立了锈蚀钢筋混凝土梁受扭承载力实用计算公式．结果纵筋锈蚀、箍筋锈蚀和纵箍筋同时锈蚀的3种梁承载力对比表明,钢筋锈蚀对梁的极限抗扭承载力均有影响．纵箍筋同时锈蚀对极限抗扭承载力的影响程度要比单独的纵筋锈蚀或箍筋锈蚀大,而箍筋锈蚀的影响大于纵筋锈蚀．结论在考虑钢筋锈蚀后截面、抗拉性能及黏结性能的变化后,变角空间桁架模型计算结果与试验结果在钢筋锈蚀率〈8％时,具有可靠的计算精度．而当钢筋锈蚀率超过8％时,计算值与试验值稍有偏差．     

氯盐外侵混凝土内钢筋的锈蚀特征及机理分析

通过大量的构件破型观测了混凝土中钢筋的表观锈蚀形态,基于电化学基本原理,对混凝土中钢筋的腐蚀电流分布进行了机理分析和试验验证.结果表明,混凝土内钢筋的锈蚀特征取决于钢筋内外表面的钝活化状态和他们之间形成的宏观腐蚀电流I_g.I_g的存在不仅加速了钢筋外表面的锈蚀,而且对钢筋内表面形成了阴极保护,从而使钢筋锈蚀呈现出靠近混凝土保护层的一侧锈蚀比较严重,而背向保护层的一侧则几乎没有发生锈蚀的特征.钢筋的腐蚀为微电池腐蚀和宏电池腐蚀并存,忽略其中任何一个都将使计算的腐蚀电流偏低.钢筋的总腐蚀电流等于活化区钢筋的微电池腐蚀电流I_(corr2)和I_g在活化区引起的阳极溶解电流的增大值(ΔI_(corrA))之和.     

钢筋脱钝氯离子阈值快速测定新方法

为了缩短钢筋脱钝氯离子阈值试验测试周期,基于混凝土中氯离子在电场加速作用下快速迁移的特性,提出一种钢筋脱钝氯离子阈值快速测定方法.该测试方法主要存在两大技术问题：外加电场电压确定和钢筋脱钝时刻的判别.为了证明该试验方法的可行性,设计了自然渗透实验进行对比.实验结果表明：电场加速实验能有效区分不同掺合料对氯离子阈值的影响.研究发现,由自然渗透实验测得的氯离子阈值略大于电场加速实验得到的氯离子阈值,两者比值为1.1～1.3,从而验证了该加速实验方法的可行性.     

混凝土状况对钢筋锈蚀的影响及原因

钢筋锈蚀是导致钢筋混凝土结构耐久性等级下降的主要原因之一,本文根据工程调查,分析了混凝土状况对钢筋锈蚀程度的影响,认为垂直裂缝对钢筋锈蚀的影响程度远小于纵向裂缝、混凝土碱度、碳化等其它因素．文中从设计和施工两方面提出预防钢筋锈蚀的措施．     

四极法评价混凝土中钢筋腐蚀

利用地球物理勘探过程中常用的四极法测定了含氯盐及亚硝酸盐钢筋混凝土中钢筋与混凝土界面的阻抗谱参数，同时测定自然电位、腐蚀面积率、钢筋失重率等，确定了阻抗谱参数与钢筋腐蚀程度的关系。试验结果表明，亚硝酸盐在含氯盐混凝土中具有良好的抑制钢筋腐蚀的能力，四极法可以评价混凝土中钢筋腐蚀程度。     

光纤光栅监测混凝土中钢筋锈蚀的可行性研究

基于混凝土中钢筋腐蚀后体积变化的事实,提出一种用于测量混凝土中钢筋腐蚀的新型传感器的设想。将光纤光栅拉伸后固定在圆形钢筋的表面,放入腐蚀溶液中加速钢筋的腐蚀。在钢筋被腐蚀后,光纤光栅所受到的拉伸应变将被释放,光纤光栅的反射光波长发生变化,通过测量光纤光栅的波长可以测得钢筋腐蚀程度。试验表明,光纤光栅可以用来测量混凝土中钢筋的腐蚀,测量精度优于±0.1 μm,测量范围约12 μm,非常适用于混凝土结构中钢筋腐蚀的早期监测。     

混凝土中钢筋腐蚀过程的极化曲线分析

为了确定混凝土中钢筋锈蚀速率的控制因素,运用腐蚀极化曲线图分析活化钢筋阴阳极极化曲线和腐蚀电流随环境相对湿度的变化规律,并讨论在干湿循环过程中混凝土中钢筋的锈蚀过程.结果表明,有锈蚀产物存在时,锈蚀产物中FeOOH可以取代氧成为钢筋锈蚀过程的阴极去极化剂,钢筋的总腐蚀电流为氧去极化和锈蚀产物去极化产生的腐蚀电流的加和.钢筋的总腐蚀电流随着环境相对湿度的提高而增大,和氧在混凝土中的扩散速率的变化趋势截然相反,从而证明氧仅是混凝土内钢筋开始的锈蚀的必备条件,但却不是混凝土中钢筋锈蚀过程控制因素.     

基于主动导波的钢筋锈蚀识别技术

为了掌握桥梁结构中钢筋锈蚀情况,以波动理论为基础,采用有限元结合试验的方法,以锈蚀钢筋为研究对象,研究了基于主动导波的钢筋锈蚀识别技术.研究结果表明:该技术能够对钢筋锈蚀情况进行准确识别及精确定位,且精度较高,方法直观简便,有较强的实用性;主动导波钢筋锈蚀识别技术可以应用于桥梁结构钢筋锈蚀的识别,研究成果可以应用于工程实践.     

Electrochemical behavior of steel bar in electrolytes: Influence of pH value and cations

Steel bar corrosion on electrolytes and the influence of cation were investigated. Three electrolytes of Ca(OH)2, NaOH and KOH with pH levels of 12.5, 11.5, 10.5, 9.5, 8.5 were prepared, meanwhile, the methods of free corrosion potential and electrochemical impedance spectra (EIS) were used to evaluate the influence of cations on the depassivation of the steel bar in electrolytes. The experimental results indicate that the initial corrosion pH value of the steel bar is influenced by the cation in electrolyte and the influence of K+ in electrolyte is the most remarkable, followed by Na+ and Ca2+. The initial corrosion pH values are 10.5 in KOH electrolyte, 9.5 in NaOH electrolyte and lower than 8.5 in Ca(OH)2 electrolyte.     

锈蚀RC框架柱性能劣化的模拟与评估

为研究钢筋的不均匀锈蚀对RC框架柱性能的影响.推导了钢筋锈蚀过程中混凝土裂缝扩展规律以及锈蚀产物沿钢筋环向的分布规律,建立了基于表观裂缝宽度的纵筋锈蚀程度评估模型.通过引入锈蚀影响系数提出了考虑不均匀锈蚀分布的锈蚀纵筋等效强度模型.基于已有试验结果分析了纵筋锈蚀和箍筋锈蚀的关系,建立了箍筋和纵筋锈蚀程度的关联模型.基于...     

锈蚀钢筋混凝土梁的疲劳性能

对8根模拟锈蚀钢筋混凝土梁进行了高周疲劳试验,研究和探讨了模拟锈蚀钢筋混凝土梁的疲劳性能。结果表明,交变荷载作用下试件的斜裂纹出现并迅速发展成主裂缝;模拟锈蚀钢筋混凝土梁多在端部发生剪切疲劳破坏;试件的挠度发展、裂缝分布与破坏形态密切相关;随循环次数增加,锈蚀主筋的最大、最小应力不断增长,应力幅值基本不变;混凝土的最大、最小压应变快速增长,应变幅值平稳增长;试件的疲劳寿命具有较大的离散型;同等条件下,锈蚀钢筋混凝土梁的疲劳寿命往往比锈蚀钢筋的轴向拉伸疲劳寿命长。     

Characterization of the reinforcing steel corrosion by potentialdynamic scan approach

Reinforcement corrosion is the major cause of damage and early failure of reinforced concrete structures worldwide with subsequent enormous costs for maintenance, restoration and replacement. Many methods used today for assessment of reinforcement corrosion are based on electrochemical techniques that determine the free corrosion potential or polarization resistance. Most of these methods always consider the B value in Stern-Geary equation as constant. However, B changes with different condition. In this paper, potentialdynamic method is used to characterize the corrosion of reinforcing steel. The corrosion rate of Q235 carbon steel is measured with concrete environment. B is calculated real-time. By this way, the error of reinforcement corrosion rate is minimized.     

Corrosion behavior of tempered dual-phase steel embedded in concrete

Dual-phase(DP) steels with different martensite contents were obtained by appropriate heat treatment of an SAE1010 structural carbon steel,which was cheap and widely used in the construction industry. The corrosion behavior of DP steels in con-crete was investigated under various tempering conditions. Intercritical annealing heat treatment was applied to the reinforcing steel to obtain DP steels with different contents of martensite. These DP steels were tempered at 200,300,and 400°C for 45 min and then coo...