鋼筋混凝土構(gòu)件通電銹蝕試驗(yàn)適用性研究.pdf

1、鋼筋銹蝕是導(dǎo)致混凝土結(jié)構(gòu)耐久性喪失的首要原因,目前,對(duì)鋼筋銹蝕的研究都采用方法簡(jiǎn)單、周期短、成本低的通電加速銹蝕法,但眾多學(xué)者對(duì)此法的控制因素及銹蝕效果說(shuō)法不一。因此,有必要對(duì)通電加速銹蝕法進(jìn)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(biāo)。
　　在混凝土保護(hù)層開裂前后兩個(gè)階段,通過(guò)控制三個(gè)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(duì)通電加速銹蝕試驗(yàn)方法進(jìn)行了研究,同時(shí)用同種材質(zhì)的裸筋對(duì)比分析了法拉第電解定律對(duì)鋼

2、筋銹蝕率預(yù)估的準(zhǔn)確性。試驗(yàn)過(guò)程中,發(fā)明了一種防水效果較好的混凝土表面防水應(yīng)變片,并專門設(shè)計(jì)了一種多功能混凝土試件劈拉裝置使得試驗(yàn)順利進(jìn)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(shí)測(cè)銹蝕率均低于理論銹蝕率,而裸筋通電加速銹蝕后,實(shí)測(cè)值均高于理論值,但實(shí)測(cè)銹蝕率與用法拉第電解定律計(jì)算所得理論銹蝕率具有很好的相關(guān)性,不同工況下的實(shí)測(cè)銹蝕率可由理論銹蝕率乘以相應(yīng)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(shí)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(duì)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(hù)層開裂前和開裂時(shí)兩個(gè)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(shí)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(duì)試驗(yàn)過(guò)程中產(chǎn)生的銹蝕鋼筋及其產(chǎn)物分別進(jìn)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(fù)極放置位置及電流走向相關(guān),因此,在通電過(guò)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(hù)層開裂前銹蝕產(chǎn)物含有更多的Fe3O4,而保護(hù)層開裂時(shí)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(shí)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(dǎo),得到銹蝕產(chǎn)物體積膨脹率的計(jì)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