表面有涂覆層的鋼筋在混凝土中腐蝕與防護的研究.pdf

1、鋼筋的腐蝕破壞是導致混凝土結構過早失效的首要因素，造成了巨大的經濟損失。盡管已發(fā)展了多種涂層技術用于混凝土中鋼筋的腐蝕防護，但其保護效果和保護機理仍然有爭議。研究混凝土中鋼筋的腐蝕與防護機理，探索先進、高效的鋼筋混凝土保護方法成為一項重大而緊迫的任務。進一步發(fā)展用于表面有涂覆層的鋼筋在混凝土中腐蝕防護行為的無損檢測技術，評價鋼筋混凝土結構的安全性和耐久性顯得尤為重要。本論文主要針對表面有涂覆層的鋼筋在混凝土中的腐蝕行為與防護效果，涂覆層

2、機械損傷對其保護作用的影響，表面有涂覆層的鋼筋在混凝土中腐蝕破壞的本質機理及研究方法等重要問題，發(fā)展電化學噪音并結合其它電化學研究方法，開展比較深入、系統(tǒng)的研究。取得如下主要進展： 1.發(fā)展了電化學噪音技術，并結合其它電化學方法對裸鋼筋和表面有涂覆層的鋼筋(環(huán)氧涂層鋼筋和鍍鋅鋼筋)在混凝土中腐蝕與保護的復雜過程進行了研究。根據不同腐蝕階段小波系數相對能量最大值的位置變化，能量分布圖(EDP)提供了關于不同鋼筋在混凝土中主導腐蝕過

3、程的信息。通過EDP曲線中每一細節(jié)系數d對能量E隨時間的改變，原位監(jiān)測到不同腐蝕過程隨時間的演變。通過分析電流噪音波動、標準偏差以及EDP曲線，清楚地區(qū)分了裸鋼筋在混凝土中鈍化膜的破壞和修復、腐蝕的發(fā)生以及腐蝕的穩(wěn)定發(fā)展三個階段。而環(huán)氧涂層鋼筋主要發(fā)生離子、水和氧在涂層中的遷移滲透過程，進而引起了涂層溶漲，及其與基體附著力減弱。鍍鋅鋼筋在混凝土中的腐蝕特征表現(xiàn)為，初始階段鍍鋅層發(fā)生活性溶解，隨后表面鈍化膜局部破壞，當氯離子積累到相當的濃

4、度，發(fā)生鋅的加速腐蝕溶解。 2.在實驗室干濕循環(huán)環(huán)境和實海環(huán)境中，裸鋼筋在混凝土中的腐蝕速度較高；鍍鋅鋼筋在含氯離子的混凝土中比裸鋼筋有較高的耐蝕性；復合涂層鋼筋以及環(huán)氧涂層鋼筋均可對鋼筋基體提供良好的保護。表面有劃傷的環(huán)氧涂層對鋼筋的腐蝕仍具有一定的保護作用。對于復合涂層鋼筋，在環(huán)氧涂層劃傷部位，鍍鋅層對鋼筋基體有較好的保護作用。在實驗室干濕循環(huán)環(huán)境中，復合涂層的環(huán)氧涂層和鍍鋅層同時劃傷的部位，鍍鋅層可對裸露的鋼筋基體提供陰極

5、保護。 3.不同鋼筋樣品在實海環(huán)境中的腐蝕速度均比在實驗室干濕循環(huán)環(huán)境中小，這主要是由于混凝土樣品在實驗室干濕交替環(huán)境中比在實海環(huán)境中干燥的更充分，促進了腐蝕性鹽類在混凝土中的積累。 4。鋼筋表面完整的環(huán)氧涂層在實驗室干濕交替循環(huán)以及實海潮差區(qū)環(huán)境中都表現(xiàn)出了良好的阻擋層性質，對鋼筋基體提供了良好的保護。在實驗室干濕交替環(huán)境中，當鋼筋表面環(huán)氧涂層存在人為劃傷缺陷，由于該缺陷的尺寸(4mm×0.4mm)較小以及供氧的不足，