應(yīng)力作用下碳鋼在混凝土環(huán)境中的腐蝕與鈍化.pdf

1、鋼筋的腐蝕是混凝土結(jié)構(gòu)失效的主要原因之一。在混凝土結(jié)構(gòu)中，鋼筋表面存在一層致密的鈍化膜保護(hù)鋼筋免受腐蝕，一旦鈍化膜破裂，在腐蝕介質(zhì)的作用下鋼筋將發(fā)生腐蝕。關(guān)于應(yīng)力作用下混凝土環(huán)境中鋼筋表面鈍化膜的破壞和再修復(fù)過程，前人研究很少，本文系統(tǒng)研究了應(yīng)力、應(yīng)變對(duì)鋼筋鈍化狀態(tài)的影響，研究結(jié)果對(duì)混凝土結(jié)構(gòu)的承載設(shè)計(jì)和在役鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)的延壽等問題具有重要的參考意義。
　　 本文研究了液面附近混凝土結(jié)構(gòu)中鋼筋的腐蝕，發(fā)現(xiàn)溶液內(nèi)混凝土結(jié)構(gòu)中鋼筋

2、的腐蝕明顯比液面以上的鋼筋試樣腐蝕嚴(yán)重;且溶液中鋼筋的腐蝕隨著其在溶液中深度的增加而逐漸降低，而液面以上混凝土結(jié)構(gòu)中鋼筋的腐蝕隨著其距離液面高度的增加而明顯降低。
　　 此外，本文研究了Ce(YO3)3對(duì)Ca(NO2)2緩蝕效果的影響，結(jié)果表明添加少量的Ce(NO3)3后，鋼筋的耐蝕性顯著提高;且Ce(NO3)3可降低維持鋼筋鈍態(tài)的[NO2-]/[Cl-]比值。表面分析發(fā)現(xiàn)，Ce(NO3)3使鋼筋表面膜層更致密和均勻，從而對(duì)鋼筋

3、起到更好的保護(hù)作用。
　　 研究了塑性形變的碳鋼在混凝土孔隙液中鈍化過程，發(fā)現(xiàn)隨著形變量的增加其鈍化速率加快，但形成的鈍化膜的穩(wěn)定性明顯降低。在相同的應(yīng)力水平下，壓應(yīng)力對(duì)鈍化膜的破壞作用比拉應(yīng)力更加明顯。通過對(duì)受損鈍化膜的表面形貌觀察發(fā)現(xiàn)，承受拉應(yīng)力的試樣其鈍化膜主要以微裂紋的形式破損;而承受壓應(yīng)力試樣的鈍化膜中則出現(xiàn)大量褶皺，且隨著壓應(yīng)力的增加而發(fā)生大面積鈍化膜脫落的現(xiàn)象。本文分別提出了拉、壓應(yīng)力下鈍化膜破損的模型:拉應(yīng)力主要

4、導(dǎo)致鈍化膜中產(chǎn)生垂直于表面的張開型微裂紋，而壓應(yīng)力導(dǎo)致鈍化膜從表面剝落，造成更嚴(yán)重的破壞。此外，對(duì)承受拉應(yīng)力的試樣在孔隙液中的再鈍化過程進(jìn)行研究，發(fā)現(xiàn)承受較大載荷的試樣在孔隙液中再鈍化較困難，尤其是應(yīng)力使碳鋼基體發(fā)生塑性形變后試樣幾乎不能再鈍化。然而在彈性形變的范圍內(nèi)，試樣表面鈍化膜的破損程度由載荷大小決定，與承載次數(shù)無明顯的關(guān)系。
　　 最后，本文在NaCl溶液中研究了應(yīng)力對(duì)混凝土結(jié)構(gòu)中鋼筋腐蝕的影響，結(jié)果表明，隨著承受應(yīng)力的