鋼筋混凝土構(gòu)件通電銹蝕試驗適用性研究.pdf

1、鋼筋銹蝕是導致混凝土結(jié)構(gòu)耐久性喪失的首要原因,目前,對鋼筋銹蝕的研究都采用方法簡單、周期短、成本低的通電加速銹蝕法,但眾多學者對此法的控制因素及銹蝕效果說法不一。因此,有必要對通電加速銹蝕法進行系統(tǒng)地研究,并提出銹蝕效果與自然銹蝕最為相似的控制指標。
　　在混凝土保護層開裂前后兩個階段,通過控制三個變量即不同的鋼筋類型、不同的電流密度、不同的通電方式對通電加速銹蝕試驗方法進行了研究,同時用同種材質(zhì)的裸筋對比分析了法拉第電解定律對鋼

2、筋銹蝕率預估的準確性。試驗過程中,發(fā)明了一種防水效果較好的混凝土表面防水應變片,并專門設計了一種多功能混凝土試件劈拉裝置使得試驗順利進行。
　　研究結(jié)果表明,在相同的通電條件下,混凝土中鋼筋通電銹蝕后實測銹蝕率均低于理論銹蝕率,而裸筋通電加速銹蝕后,實測值均高于理論值,但實測銹蝕率與用法拉第電解定律計算所得理論銹蝕率具有很好的相關(guān)性,不同工況下的實測銹蝕率可由理論銹蝕率乘以相應系數(shù)得出。
　　在相同氯鹽濃度和電流密度下,光圓

3、裸筋在通電加速銹蝕后銹蝕效率比變形裸筋更高,造成二者銹蝕效率不同的本質(zhì)原因主要是兩種鋼筋的表面形狀不同。在相同氯鹽濃度和鋼筋類型下,低電流密度時裸筋的銹蝕效率比高電流密度更高;在相同的鋼筋類型和電流密度下,氯鹽濃度的不同對裸筋銹蝕效率的影響并不明顯。
　　鋼筋混凝土試件通電銹蝕保護層開裂前和開裂時兩個銹蝕階段,在其他條件都相同的情況下,全浸泡通電方式加速銹蝕時鋼筋的銹蝕效率最高,半浸泡次之,電遷移銹蝕效率最低;在相同氯鹽濃度和電流

4、密度下,光圓鋼筋的銹蝕效率比變形鋼筋更高,與裸筋通電銹蝕結(jié)論相同。
　　針對試驗過程中產(chǎn)生的銹蝕鋼筋及其產(chǎn)物分別進行了銹蝕形態(tài)和銹蝕成分的分析,分析結(jié)果表明:混凝土中鋼筋的銹蝕部位與負極放置位置及電流走向相關(guān),因此,在通電過程中,可人為控制鋼筋的銹蝕效果。鋼筋混凝土試件通電加速銹蝕保護層開裂前銹蝕產(chǎn)物含有更多的Fe3O4,而保護層開裂時各工況的銹蝕產(chǎn)物含有更多的Fe2O3和FeO(OH);全浸泡通電方式下銹蝕產(chǎn)物多為Fe2O3,半

5、浸泡通電方式下銹蝕產(chǎn)物多為 Fe3O4,電遷移通電后銹蝕產(chǎn)物成分主要為 Fe(OH)2、FeO(OH);三種不同通電方式下得到的銹蝕產(chǎn)物的形貌特征也存在差異;通電銹蝕產(chǎn)物密實度低于自然銹蝕產(chǎn)物,且自然銹蝕產(chǎn)物主要為Fe和O的化合物,而通電銹蝕產(chǎn)物主要為鐵銹和水泥凝膠體的混合體。根據(jù)相關(guān)公式推導,得到銹蝕產(chǎn)物體積膨脹率的計算公式,由此公式可知其體積膨脹率僅與各銹蝕成分的密度、膨脹率以及質(zhì)量百分比有關(guān),不同工況下鋼筋銹蝕產(chǎn)物的體積膨脹率較為