保护层对锈蚀钢筋混凝土梁裂缝的影响

沿海老旧建筑长期受高浓度氯离子侵蚀,破坏钢筋与混凝土间的黏结,严重影响构件的承载能力。为探索沿海建筑合理的保护层厚度,本文应用电化学原理,对11根前期浸泡在浓度为5%Na Cl溶液中的钢筋混凝土梁进行通电加速腐蚀。通过加载试验测量了裂缝宽度与开裂荷载,并与理论计算值对比分析,其结果比较吻合。结果表明:保护层厚度对试验梁裂缝开展起决定性作用,保护层越小裂缝开展越严重。     

钢筋的锈蚀与预防

本文较深入地探讨了钢筋锈蚀的原理和影响钢筋锈蚀速度的因素。提出了预防钢筋锈蚀的四种对策和钢筋锈蚀后的补救措施。     

锈蚀钢筋混凝土梁的裂缝研究

裂缝特征是反映钢筋混凝土构件正常使用极限状态的一个重要指标.制作了37片不同钢筋类型和配筋率的钢筋混凝土梁,通过外加电流的方法使其加速锈蚀,并通过电流强度、通电时间控制其锈蚀率.讨论了试件在静载试验中的裂缝开展过程及特点.通过与《公路钢筋混凝土及预应力混凝土桥涵设计规范》(JTGD62-2004)和《混凝土结构设计规范》(GB 50010-2002)相关公式进行对比分析,建立了钢筋锈蚀率与平均裂缝间距、裂缝宽度的关系.试验研究结果表明,锈蚀率较小时,钢筋混凝土受弯构件的裂缝特征与普通钢筋混凝土构件相同;而锈蚀率较大时,裂缝间距变大,宽度增加.该结果可用于锈蚀钢筋混凝土受弯构件承载力的评估.     

锈蚀钢筋混凝土梁的裂缝研究

钢筋锈蚀是在当今世界引起混凝土结构耐久性损伤或破坏的首要因素,研究发现锈蚀钢筋混凝土构件粘结性能的退化对其裂缝特征有着显著的影响,随着粘结强度的降低,钢筋混凝土构件的裂缝宽度和平均裂缝间距都会增大。本文从钢筋锈蚀对混凝土构件的裂缝的影响出发,介绍了锈蚀钢筋混凝土梁的裂缝特征、形成原因以及现有的计算方法。     

裂缝与钢筋锈蚀——横向裂缝控制问题的探讨

本文根据野外暴露试验和实际调查的结果,讨论了横向裂缝与混凝土中钢筋锈蚀的关系,认为横向裂缝对钢筋锈蚀的影响不严重.文中还就其原因进行了分析.本文建议,现行规范中横向裂缝宽度限值可以适当放宽,然而对造成混凝士剥落和损坏的纵向裂缝必须引起注意.     

加速混凝土构件中钢筋锈蚀的研究

在短时间内,怎样快速制取大批量锈蚀钢筋混凝土试件,目前有效的方法是:电化学锈蚀.从混凝土中钢筋锈蚀的机理出发,通过实验的方法研究影响钢筋锈蚀速率的因素和控制过程;探讨混凝土锈蚀开裂影响因素以及加速开裂的方法;分析电化学锈蚀方法的适用性.     

混凝土中钢筋锈蚀过程非氧 扩散控制的试验研究

通过恒温干燥试验研究了钢筋锈蚀电流随混凝土孔隙饱和度PS的变化规律.通过未锈浸泡、锈蚀后浸泡、锈蚀后继续自然锈蚀的对比试验研究了3种不同条件下钢筋锈蚀速率变化过程,并进行了浸泡前后钢筋锈蚀产物物相变化的XRD分析.恒温干燥试验的研究结果表明,混凝土内钢筋的锈蚀速率随混凝土孔隙饱和度PS的增大而增大,和氧扩散速率的变化规律截然相反.对比试验研究表明,氯盐溶液长期浸泡下未锈试件即使活化也无法锈蚀,而锈蚀试件却可以继续高速锈蚀3个月以上,从而说明氧仅是混凝土内钢筋开始锈蚀的必备条件,而不是混凝土中钢筋锈蚀过程的控制因素.XRD分析表明,钢筋一旦已经开始锈蚀(即有锈蚀产物存在),锈蚀产物中FeOOH可以取代氧成为钢筋锈蚀过程阴极反应的新的去极化,即使在饱水条件下,钢筋的锈蚀仍然可以继续进行.     

保护层胀裂前钢筋通电锈蚀特性影响因素研究

研究了保护层锈胀开裂前通电方式、氯盐浓度和负极布置方式对钢筋锈蚀特性的影响规律.基于通电锈蚀试验和微观测试,对比分析了不同锈蚀方式下钢筋锈蚀效率、锈蚀形态以及锈蚀物形貌和成分的异同.结果表明:保护层锈胀开裂前,不同通电锈蚀方法的理论锈蚀率均远高于试验锈蚀率,且二者相关性不强,钢筋沿纵向和环向均为非均匀锈蚀;在相同条件下,全浸泡通电方式下钢筋的锈蚀效率最高,其次是半浸泡通电方式,电迁移通电方式锈蚀效率最低;相同电流密度下,不同通电锈蚀方式所得锈蚀物的成分相似,主要为β-FeO(OH),γ-FeO(OH)和Fe2O3,但微观形貌结构组成、膨胀率有所差异,电迁移锈蚀物结构最为松散且膨胀率最大;保护层湿润状态下,氯盐浓度对钢筋的通电锈蚀效率和锈蚀产物组分的相对含量并无明显影响;钢筋的锈蚀形态受负极位置、形状及其浸入电介质溶液的高度等因素影响显著.     

地下工程中钢筋锈蚀的影响因素分析

从有害化学物质的侵蚀、有害气体的侵蚀等方面,阐述了地下工程混凝土中钢筋发生锈蚀的原因,并为提高结构的耐久性和安全性,确保建筑工程质量和使用性能,提出了钢筋锈蚀应采取的预防措施。     

加载速率对锈蚀钢筋与混凝土粘结性能的影响

进行了加载速度对锈蚀钢筋与混凝土粘结强度影响的研究分析，试验研究表明高速率加载作用下，构件承载力，破坏形式，粘结应力分布都与静力加载作用下的结果有明显不同，较高的锈蚀率使粘结强度下降，较高的加载速率使粘结强度提高，且试验研究表明锈蚀率影响与加载速率影响互不相关，此外结合试验结果和结粘区域破坏过程是马尔柯夫过程的假定，给出了综合考虑锈蚀度，加载速率对粘结强度影响的拟合公式。     

Influence of mill scale and rust layer on the corrosion resistance of low-alloy steel in simulated concrete pore solution

Electrochemical impedance spectroscopy, cyclic potentiodynamic polarization measurements, and scanning electron microscopy in conjunction with energy-dispersive X-ray spectroscopy were used to investigate the influence of mill scale and rust layer on the passivation capability and chloride-induced corrosion behaviors of conventional low-carbon (LC) steel and low-alloy (LA) steel in simulated concrete pore solution. The results show that mill scale exerts different influences on the corrosion resistance of both steels at various electrochemical stages. We propose that the high long-term corrosion resistance of LA steel is mainly achieved through the synergistic effect of a gradually formed compact, adherent and well-distributed Cr-enriched inner rust layer and the physical barrier protection effect of mill scale.     

钢筋混凝土结构锈胀开裂及裂缝扩展试验研究

采用加速腐蚀试验,系统地研究了钢筋直径、混凝土强度、腐蚀电流密度、保护层厚度、钢筋位置和类型等因素影响下钢筋混凝土锈胀开裂及裂缝扩展的规律.试验结果表明:腐蚀电流密度对锈胀开裂时间的影响最为显著,其他依次为钢筋直径、保护层厚度、混凝土强度;锈胀裂缝随时间增长呈线性增大趋势;各种因素对锈胀裂缝扩展的影响程度依次为腐蚀电流密度、保护层厚度、混凝土强度和钢筋直径;腐蚀电流密度越大、保护层厚度越小,锈胀裂缝扩展越快;混凝土强度等级越高、钢筋直径越小,锈胀裂缝扩展越缓慢.对比分析发现,钢筋位于上部和相同腐蚀电流下采用变形钢筋时,锈胀开裂晚且裂缝扩展更缓慢;钢筋位于角部时开裂早且裂缝扩展快.分析了各种因素影响机理并提出了提高耐久寿命的措施.     

氯盐环境下修正钢筋腐蚀速率的混凝土桥梁抗弯可靠性

在氯离子侵蚀环境下,钢筋混凝土桥梁受弯构件抗力的衰减,主要是由于钢筋腐蚀造成的,因而引起了结构在设计基准期内的可靠性下降.本文分析了影响钢筋锈蚀速率的因素,建立了修正的钢筋腐蚀速率模型,计算了不同水灰比、不同保护层厚度等对桥梁构件可靠性发展的影响.     

基于微生物的水泥基材料裂缝自修复技术研究进展

 微生物自修复水泥基材料裂缝因具有较大的修复潜力和环境友好等特点而受到广泛关注。从微生物自修复水泥基材料裂缝发展历程、微生物诱导矿化沉淀结晶机理、微生物诱导矿化产率及影响因素、微生物的固载及固载后矿化活性的测定、裂缝制作方法及修复养护条件、修复效果表征方法、裂缝自修复效果和微生物自修复剂对水泥基材料自身性能的影响方面,综述了其研究进展,并指出了目前微生物自修复水泥基材料研究中主要存在的问题。     

局部钢纤维混凝土梁腐蚀后弯曲性能试验研究

为了研究海洋防腐蚀结构工程耐久性,采用局部钢纤维混凝土制作了9根试验梁,通过模拟海洋环境中进行干湿交替的循环腐蚀作用,进行腐蚀电位测试.对不同钢纤维体积率、不同钢纤维铺设厚度、不同腐蚀程度的钢纤维钢筋混凝土梁进行四点弯曲静力试验研究.结果表明:混凝土中的分布于钢筋周边的钢纤维,改变了含水腐蚀介质中离子的汇聚方式,阻止了内部钢筋的腐蚀.钢纤维的加入对于提高钢筋混凝土梁的开裂载荷和耐久性具有重要作用.当钢纤维体积率为1.25%、钢纤维混凝土厚为50 mm时效果最为显著.采用钢纤维作为主动防止钢筋锈蚀的工程技术具有广泛的应用前景.     

铁路混凝土箱梁钢筋锈蚀后其挠度和 裂缝宽度取值研究

为了研究钢筋锈蚀下混凝土箱梁挠度和裂缝宽度的变化,基于梁截面平衡和变形协调,引入锈蚀钢筋混凝土梁非线性本构关系,建立了箱梁受弯挠度和裂缝宽度解析表达式。针对铁路简支箱梁算例,研究了混凝土性能退化和钢筋锈蚀对梁挠度和裂缝宽度的影响;并和铁路桥梁规范中挠度和裂缝宽度的规范值进行了对比分析。结果表明:混凝土性能的退化对梁挠度和裂缝宽度影响很小;锈蚀钢筋力学性能的退化和锈蚀黏结滑移对挠度和裂缝宽度具有较大影响。当锈蚀率小于1.5%时,挠度和裂缝宽度均小幅减小;当锈蚀率超过1.5%后,挠度和裂缝宽度随着锈蚀率的增加开始增大。针对规范中挠度和裂缝宽度公式,提出了锈蚀黏结滑移修正系数,修正后的规范值与解析解吻合良好。     

混凝土中几种无机相对钢筋腐蚀的影响

用CaCO3、SiO2、Al2O3和Fe2O3为原料,通过高温固相反应,分别制备了组成单一的无机相粉体C3-S2、C3-A1和C4-A1-F1,以此来模拟混凝土无机相的主要成分。这3种粉体被分别浸泡到含有氯离子的混凝土孔隙模拟溶液中。针对浸泡实验的固液共存体系,分别做了钢筋的极化曲线测试、溶液相的氯离子浓度测试以及过滤产物的XRD晶相分析。分析结果表明,无机相粉体对钢筋起到减缓腐蚀的作用;溶液相中氯离子浓度随时间的延长均呈下降趋势,其中C3-A1和C4-A1-F1粉体对自由氯离子都有很强的结合能力;C3-A1和C4-A1-F1粉体的过滤产物中均发现了Friedel盐相(Ca2Al(OH)6Cl.2H2O),而C3-S2粉体的过滤产物中没有发现含有氯离子的产物晶体相,表明C3-A1和C4-A1-F1粉体模拟的铝酸钙(C3A)通过离子交换结合氯离子,而C3-S2粉体模拟的C-S-H凝胶相则通过物理吸附结合氯离子。     

钢筋钢纤维混凝土受弯构件裂缝宽度计算方法

根据２８根钢筋钢纤维混凝土梁加载全过程试验，对钢纤维的阻裂机理进行了分析，并得出正常使用条件下钢筋钢纤维混凝土受弯构件最大裂缝宽度的计算方法。该方法可用于结构设计。     

腐蚀环境中荷载作用对钢筋混凝土梁腐蚀的影响

对空气、淡水和盐水环境中的钢筋混凝土梁进行了静动力试验,测定了空气、淡水环境和盐水环境中静力荷载、高周疲劳荷载所引起的钢筋混凝土梁腐蚀电位的变化,进而推断静力荷载、高周疲劳荷载对钢筋腐蚀的影响．结果表明：腐蚀环境和荷载作用对构件钢筋的腐蚀都有明显的影响,且腐蚀环境和荷载作用对钢筋腐蚀有耦合作用;盐水环境中钢筋的腐蚀速度快于淡水中的腐蚀速度,疲劳荷载作用下钢筋的腐蚀速度快于同幅度静力荷载作用下的腐蚀速度．对于实际工程中的结构,限制和减轻腐蚀环境与荷载作用的耦合,是提高结构耐久性的一个重要方面．     

负载钢筋混凝土梁钢筋锈蚀及使用性能试验研究

通过对负载下锈蚀、不负载锈蚀梁和一组参考梁的对比试验,研究了荷载对钢筋混凝土结构中钢筋锈蚀及钢筋混凝土梁变形性能和剩余承载力的影响．整个锈蚀试验过程中施加的持续荷载为极限荷载的0％、25％、45％和65％．通过交替喷洒3．5％的盐水来模拟海洋潮汐环境．采用外加电流来加速钢筋锈蚀．整个试验过程中检测梁的挠度,达到预定的时间后进行剩余承载力试验．结果表明,荷载对钢筋锈蚀有明显影响,荷载作用使梁锈蚀加速,梁的挠度增大,剩余承载力减小．由于钢筋混凝土结构一般都是负载工作的,所以对钢筋混凝土结构使用寿命进行预测时,应考虑使用荷载和暴露环境对结构耐久性能的影响．