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不同腐蚀环境下混凝土中钢筋锈蚀速率电化学模型研究

作　者: 夏天
导　师: 金南国
学　校: 浙江大学
专　业: 结构工程
关键词: 矿物外加剂钢筋锈蚀腐蚀电流密度电化学模型氧气二维扩散
分类号: TU375
类　型: 硕士论文
年　份: 2011年
下　载: 127次
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内容摘要

钢筋锈蚀已经成为混凝土结构耐久性研究领域的焦点,建立准确的混凝土中钢筋锈蚀速率模型,将为工程设计、施工以及评估工作提供理论依据和参考意义。本文针对此问题,借鉴金属腐蚀理论,研究了在不同腐蚀环境下混凝土中钢筋锈蚀速率模型。论文的主要研究内容有：(1)通过试验方法研究了现代混凝土的抗侵蚀能力。通过自然扩散法和ASTM C1202电量法研究了矿物掺合料(矿粉、粉煤灰)对混凝土抗氯离子侵蚀能力的影响,通过快速碳化试验研究了矿物掺合料对混凝土抗碳化性能的影响。(2)基于金属腐蚀理论,建立混凝土中钢筋锈蚀速率的电化学模型,分析环境湿度、混凝土电阻率和阴阳极面积比对于锈蚀速率的影响。设计试验方案,制作三种配合比的钢筋混凝土试件,采用三种腐蚀环境：碳化、氯盐内掺和氯盐外部渗透,检测钢筋电位和腐蚀电流密度变化,验证所建立的模型。(3)结合混凝土中钢筋的具体情况,建立基于氧气二维扩散的钢筋锈蚀速率理论模型,为分析钢筋位置修正系数提供理论依据。通过试验,比较混凝土保护层厚度、钢筋直径、钢筋位置、钢筋类型对于锈蚀速率的影响。比较试验结果,证明二维扩散理论比传统的一维扩散理论更符合实际情况。本论文得到了国家重点基础研究发展计划资助(973计划)(项目编号：2009CB623200),国家自然科学基金重点项目资助(项目编号：50838008),国家自然科学基金项目资助(项目编号：51008272)。

全文目录

致谢  4-5
摘要  5-6
ABSTRACT  6-10
1 绪论  10-18
  1.1 引言  10-11
  1.2 钢筋锈蚀速率的研究背景  11-14
    1.2.1 混凝土所处的各种腐蚀环境  11-13
    1.2.2 各种腐蚀环境中的钢筋锈蚀问题  13-14
  1.3 钢筋锈蚀速率研究进展  14-17
    1.3.1 经验模型  14-15
    1.3.2 理论模型  15-16
    1.3.3 对以往研究成果的思考  16-17
  1.4 本文的研究内容  17-18
2 现代混凝土抗侵蚀性能  18-33
  2.1 引言  18
  2.2 现代混凝土原材料及配合比  18-19
    2.2.1 原材料  18-19
    2.2.2 混凝土配合比  19
  2.3 现代混凝土的强度及孔隙率  19-22
    2.3.1 立方体抗压强度  19-20
    2.3.2 孔隙率  20-22
  2.4 现代混凝土抗氯离子渗透性能  22-26
    2.4.1 自然扩散法  23-25
    2.4.2 ASTM C1202电量法  25-26
  2.5 现代混凝土抗碳化性能  26-32
    2.5.1 碳化试验过程  27-28
    2.5.2 碳化试验结果与讨论  28-32
  2.6 本章小结  32-33
3 基于电化学理论的钢筋锈蚀速率模型  33-71
  3.1 引言  33-34
    3.1.1 混凝土中钢筋锈蚀的特点  33
    3.1.2 钢筋锈蚀速率的影响因素  33-34
  3.2 混凝土中钢筋锈蚀速率的电化学模型  34-49
    3.2.1 电化学腐蚀热力学  35-36
    3.2.2 电化学腐蚀动力学  36-38
    3.2.3 钢筋锈蚀速率电化学模型  38-42
    3.2.4 模型算例  42-49
  3.3 不同腐蚀环境下钢筋锈蚀速率模型试验验证  49-69
    3.3.1 试验材料及试件制作  49-51
    3.3.2 试验方法  51-52
    3.3.3 试验结果与分析  52-69
  3.4 本章小结  69-71
4 基于氧气二维扩散的钢筋锈蚀速率模型  71-83
  4.1 引言  71
  4.2 基于氧气二维扩散钢筋锈蚀速率模型的建立  71-73
  4.3 模型的试验验证  73-74
  4.4 试验结果与讨论  74-82
  4.5 本章小结  82-83
5 结论与展望  83-85
  5.1 本文主要研究成果  83-84
  5.2 研究展望  84-85
参考文献  85-88
作者简介  88

不同腐蚀环境下混凝土中钢筋锈蚀速率电化学模型研究

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