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氯离子侵蚀下混凝土结构中钢筋腐蚀规律的试验研究

作　者: 裴长岭
导　师: 于广明
学　校: 青岛理工大学
专　业: 结构工程
关键词: 混凝土耐久性氯离子钢筋腐蚀温度线性极化法半电池电位法
分类号: TU375
类　型: 硕士论文
年　份: 2008年
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内容摘要

钢筋混凝土结构的耐久性问题是一个十分重要而且迫切需要解决的问题,在影响混凝土结构耐久性的因素中,钢筋腐蚀是重要因素之一。本文依托国家科技支撑计划“海洋工程钢筋混凝土结构防腐蚀与修复关键技术及示范工程(项目编号:2007BAB27803)”,从钢筋腐蚀问题的严重性出发,在已有研究的基础上采用试验检测、混凝土结构理论、电化学理论、材料科学理论、环境科学以及结构可靠性理论等,对氯离子侵蚀下混凝土结构中钢筋腐蚀的规律,以及温度对钢筋腐蚀的影响进行了研究,主要包含以下几个方面:(1)对氯离子侵蚀作用下钢筋混凝土结构在使用过程中存在的耐久性问题,及国内外相关学科的研究发展水平做了综述,分析了钢筋腐蚀的机理、条件,混凝土结构腐蚀破坏的过程,以及影响钢筋腐蚀速度的因素;(2)分析了氯离子对混凝土结构的侵蚀作用,包括氯离子的主要来源,氯离子侵蚀混凝土结构的主要途径及方式,以及氯离子侵入混凝土后导致钢筋腐蚀的机理;(3)综述了混凝土结构中钢筋腐蚀状态评价方法,包括物理方法以及电化学方法,重点介绍了常用的电化学方法,包括半电池电位法、线性极化法、交流阻抗谱法以及极化曲线法等,并指出了其优缺点、适用范围以及需要进一步解决的问题;(4)通过试验研究了钢筋在含氯离子的模拟混凝土孔隙液中的电化学行为,并重点考虑了pH值及氯离子浓度对钢筋腐蚀的不同影响,得出了给定pH值条件下引起钢筋表面钝化膜破坏的临界氯离子浓度,在此基础上探索了几种化合物作为钢筋阻锈剂的可行性,为采用阻锈剂防治混凝土结构中钢筋腐蚀问题提供科学参考;(5)采用线性极化法以及半电池电位法研究了温度对砂浆试样中钢筋腐蚀速度的影响。针对混凝土自身的特点,本文制作了一批砂浆试样,通过添加氯离子增加其腐蚀性,在保持其他因素不变的条件下研究温度对钢筋腐蚀速度的影响,得到了钢筋腐蚀速度随温度变化的规律,即钢筋腐蚀速度不是随温度升高而无限升高的,而是存在一个临界温度值,当温度低于这个临界值时,钢筋腐蚀速度随温度升高而升高,而当温度超过这个临界值时钢筋腐蚀速度迅速降低,最后趋于平稳变化,在本试验条件下,这个临界值为40℃;(6)研究了水灰比和氯离子含量对钢筋腐蚀的影响,结果表明,在水灰比不变的前提下,氯离子含量越高,钢筋腐蚀越快;而当氯离子含量一定的前提下,降低水灰比可以降低钢筋腐蚀的速度。

氯离子侵蚀下混凝土结构中钢筋腐蚀规律的试验研究

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