表面有涂覆層的鋼筋在混凝土中腐蝕與防護(hù)的研究.pdf

1、鋼筋的腐蝕破壞是導(dǎo)致混凝土結(jié)構(gòu)過早失效的首要因素，造成了巨大的經(jīng)濟(jì)損失。盡管已發(fā)展了多種涂層技術(shù)用于混凝土中鋼筋的腐蝕防護(hù)，但其保護(hù)效果和保護(hù)機(jī)理仍然有爭(zhēng)議。研究混凝土中鋼筋的腐蝕與防護(hù)機(jī)理，探索先進(jìn)、高效的鋼筋混凝土保護(hù)方法成為一項(xiàng)重大而緊迫的任務(wù)。進(jìn)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(hù)行為的無(wú)損檢測(cè)技術(shù)，評(píng)價(jià)鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)的安全性和耐久性顯得尤為重要。本論文主要針對(duì)表面有涂覆層的鋼筋在混凝土中的腐蝕行為與防護(hù)效果，涂覆層

2、機(jī)械損傷對(duì)其保護(hù)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(zhì)機(jī)理及研究方法等重要問題，發(fā)展電化學(xué)噪音并結(jié)合其它電化學(xué)研究方法，開展比較深入、系統(tǒng)的研究。取得如下主要進(jìn)展： 1.發(fā)展了電化學(xué)噪音技術(shù)，并結(jié)合其它電化學(xué)方法對(duì)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(hù)的復(fù)雜過程進(jìn)行了研究。根據(jù)不同腐蝕階段小波系數(shù)相對(duì)能量最大值的位置變化，能量分布圖(EDP)提供了關(guān)于不同鋼筋在混凝土中主導(dǎo)腐蝕過

3、程的信息。通過EDP曲線中每一細(xì)節(jié)系數(shù)d對(duì)能量E隨時(shí)間的改變，原位監(jiān)測(cè)到不同腐蝕過程隨時(shí)間的演變。通過分析電流噪音波動(dòng)、標(biāo)準(zhǔn)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(fù)、腐蝕的發(fā)生以及腐蝕的穩(wěn)定發(fā)展三個(gè)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(jìn)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(dāng)氯離子積累到相當(dāng)?shù)臐?/p>

4、度，發(fā)生鋅的加速腐蝕溶解。 2.在實(shí)驗(yàn)室干濕循環(huán)環(huán)境和實(shí)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(fù)合涂層鋼筋以及環(huán)氧涂層鋼筋均可對(duì)鋼筋基體提供良好的保護(hù)。表面有劃傷的環(huán)氧涂層對(duì)鋼筋的腐蝕仍具有一定的保護(hù)作用。對(duì)于復(fù)合涂層鋼筋，在環(huán)氧涂層劃傷部位，鍍鋅層對(duì)鋼筋基體有較好的保護(hù)作用。在實(shí)驗(yàn)室干濕循環(huán)環(huán)境中，復(fù)合涂層的環(huán)氧涂層和鍍鋅層同時(shí)劃傷的部位，鍍鋅層可對(duì)裸露的鋼筋基體提供陰極

5、保護(hù)。 3.不同鋼筋樣品在實(shí)海環(huán)境中的腐蝕速度均比在實(shí)驗(yàn)室干濕循環(huán)環(huán)境中小，這主要是由于混凝土樣品在實(shí)驗(yàn)室干濕交替環(huán)境中比在實(shí)海環(huán)境中干燥的更充分，促進(jìn)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(shí)驗(yàn)室干濕交替循環(huán)以及實(shí)海潮差區(qū)環(huán)境中都表現(xiàn)出了良好的阻擋層性質(zhì)，對(duì)鋼筋基體提供了良好的保護(hù)。在實(shí)驗(yàn)室干濕交替環(huán)境中，當(dāng)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，