混凝土模拟孔隙液中钢筋腐蚀临界氯离子浓度试验研究

钢筋腐蚀的临界氯离子浓度是混凝土耐久性研究的重要参数之一.影响临界氯离子浓度的参数非常多,其中,钢筋表面的电位被认为是反映各参数的综合的控制性因素.采用恒电位方法,考虑pH值的影响,研究了不同电位下混凝土模拟孔隙液中氯离子浓度对钢筋腐蚀状态的影响,并用统计处理的方法得到了不同的pH值和不同控制电位下具有95%保证率的临界氯离子浓度值.试验结果发现:pH值对临界氯离子浓度有比较大的影响,钢筋开始腐蚀时的氯离子浓度均值与模拟液的pH值呈指数关系;钢筋开始腐蚀时的氯离子浓度均值的对数与钢筋电位呈线性关系.     

电极工作面积和孔隙液pH值对钢筋脱钝临界氯离子浓度的影响

基于模拟混凝土孔隙液中的钢筋脱钝试验,揭示了钢筋电极的工作面积和模拟混凝土孔隙液的pH值对钢筋脱钝过程中开路电位、极化电阻和腐蚀电流密度的影响规律,确定了不同钢筋电极工作面积和pH值条件下钢筋脱钝的临界氯离子浓度,分别建立了钢筋电极工作面积和模拟混凝土孔隙液pH值与钢筋脱钝临界氯离子浓度之间的定量关系.结果 表明:随着钢筋电极工作面积的增大,钢筋脱钝的临界氯离子浓度降低;随着模拟混凝土孔隙液pH值的增加,以自由氯离子浓度[Cl-]表征的临界氯离子浓度增加,而以[Cl-]/[OH-]表征的临界氯离子浓度降低;与开路电位和极化电阻相比,钢筋脱钝过程中腐蚀电流密度的突变点更加明显.     

混凝土中引起钢筋锈蚀的临界氯离子浓度的研究北大核心

采用交流阻抗谱检测腐蚀电流密度并判断钢筋腐蚀开始的时间,研究了矿物掺合料和钢筋种类对混凝土中引起钢筋锈蚀的临界氯离子浓度的影响规律,探讨了钢筋腐蚀过程中交流阻抗谱的变化以及矿物掺合料对混凝土渗透性能的影响。研究结果表明:在固定水胶比和胶凝材料用量的情况下,掺入矿物掺合料对临界氯离子浓度有较大的影响;细晶粒钢筋试件的临界氯离子浓度低于同条件下普通碳钢试件的临界氯离子浓度。钢筋在腐蚀过程中阻抗谱的低频区弧线半径逐渐减小;掺入矿物掺合料后,基体的抗渗性能得到很大改善。     

混凝土中引起钢筋锈蚀的临界氯离子浓度的研究

采用交流阻抗谱检测腐蚀电流密度并判断钢筋腐蚀开始的时间,研究了矿物掺合料和钢筋种类对混凝土中引起钢筋锈蚀的临界氯离子浓度的影响规律,探讨了钢筋腐蚀过程中交流阻抗谱的变化以及矿物掺合料对混凝土渗透性能的影响。研究结果表明:在固定水胶比和胶凝材料用量的情况下,掺入矿物掺合料对临界氯离子浓度有较大的影响;细晶粒钢筋试件的临界氯离子浓度低于同条件下普通碳钢试件的临界氯离子浓度。钢筋在腐蚀过程中阻抗谱的低频区弧线半径逐渐减小;掺入矿物掺合料后,基体的抗渗性能得到很大改善。     

碳化及氯离子交互作用下混凝土内钢筋的锈蚀行为

试验研究了加速碳化和氯离子诱导交互作用下混凝土中钢筋的锈蚀行为.利用电化学工作站测试了混凝土中预埋钢筋加速腐蚀过程中的腐蚀电位和腐蚀电流密度.结合钢筋周围氯离子浓度及pH值的变化,分析了碳化和氯离子对钢筋锈蚀的影响规律.结果表明:氯离子的渗入可快速导致钢筋锈蚀;在碳化和氯离子交互作用下,碳化对钢筋锈蚀过程具有延缓作用.     

普通硅酸盐混凝土中临界氯离子浓度的试验研究

为得到含氯环境下普通硅酸盐混凝土中钢筋的开始腐蚀时间,首先应掌握的一个重要参数是临界氯离子浓度,此参数因受多种因素影响而数值分布较广。本文基于在脱钝过程中钢筋腐蚀电位集中体现了多因素的综合作用的观点,通过以下三部分工作对临界氯离子浓度进行了研究:首先,利用静电位法,在模拟溶液中测试了氯离子浓度与点蚀电位之间的关系,电位的变化范围取-350￣ 100 mV(SCE);然后,将钢筋混凝土试块放置在三种典型环境中(干燥、湿润、浸润环境),分别测试了三种环境下钢筋腐蚀电位的分布范围;最后,基于钢筋脱钝的两个必要条件:足够小的混凝土电阻以及腐蚀电位超越点蚀电位,得到针对三种腐蚀环境的以占水泥用量比例表示的总氯离子浓度取值。     

粉煤灰混凝土钢筋腐蚀氯离子门槛值研究

为研究引起混凝土内钢筋锈蚀的氯离子临界门槛值,制作了15%、30%和45%三种粉煤灰替代率和0.1%、0.5%、1.5%、3.0%和5.0%五种氯离子含量的混凝土试件.在试件90 d龄期分别测试了钢筋的腐蚀电位、腐蚀电流密度、阳极极化曲线、阴极极化曲线和混凝土电阻率、孔隙液pH值、自由氯离子含量等参数.试验结果表明:粉煤灰的添加与不同替代率对钢筋腐蚀的氯离子门槛值并无明显影响,粉煤灰混凝土与普通水泥混凝土的氯离子门槛值基本接近,约为胶凝材料重量的0.8%(自由氯离子);但当氯离子含量超过了,门槛值钢筋进入腐蚀状态之后,由于粉煤灰混凝土较低的氧扩散系数和较高的混凝土电阻率,粉煤灰混凝土较普通水泥混凝土对钢筋的腐蚀仍然能够提供较高的保护.     

交变温度对细骨料珊瑚混凝土中钢筋耐腐蚀性能的影响EI北大核心CSCD

为模拟热带海洋环境中温度突变对细骨料珊瑚混凝土结构耐久性的影响,研究了20~70℃交变温度条件下细骨料珊瑚混凝土性能及3种钢筋腐蚀特征的演变,并将其与恒温20、70℃的试样进行对比.结果表明:20~70℃交变温度条件下试样的表观密度与恒温条件下相差不大,但其孔隙率比恒温条件下增加了6%;温度交变下细骨料珊瑚混凝土中钢筋的开路电位(OCP)、腐蚀电流密度(i_(corr))、钢筋/混凝土界面极化电阻(R_(ct))均介于恒定高温和恒定低温试样之间,且更接近恒定低温试样.因此,可推断交变温度会显著加剧细骨料珊瑚混凝土的劣化,但在混凝土保护层防护下,其对钢筋/混凝土界面的劣化作用显著下降.     

珊瑚骨料与天然火山渣混凝土的配制及性能研究

分别采用天然火山渣和珊瑚骨料配制轻骨料混凝土,研究了骨料预湿处理对天然火山渣混凝土和珊瑚骨料混凝土拌合物性能、抗压强度的影响,并对比研究了LC50天然火山渣和珊瑚骨料与同强度等级C50石灰石混凝土的抗氯离子渗透性能和早期收缩性能。试验结果表明,骨料预湿拌制工艺对于混凝土后期强度增长作用明显;天然火山渣与珊瑚骨料混凝土的抗氯离子渗透性能比普通混凝土差,而天然火山渣和珊瑚骨料都能有效抑制混凝土的早期收缩,3 d的收缩率不到普通混凝土的一半。     

核电站安全壳混凝土临界氯离子浓度试验研究

临界氯离子浓度是安全壳混凝土基于氯离子扩散导致钢筋锈蚀寿命预测的重要指标。GB50010—2010《混凝土结构设计规范》对不同环境条件下混凝土中氯离子浓度的限值并未区分材料性能、配合比、温度和湿度等差异。实际上,临界氯离子浓度受多种因素影响,且分布范围较广。本研究基于脱钝过程中的钢筋电位综合体现了多因素综合作用的思路,设计电化学试验,确定点蚀电位与氯离子浓度之间的关系,结合现场测得的安全壳腐蚀电位范围,得到安全壳混凝土中临界氯离子浓度的实际取值范围。     

肯尼亚中风化响岩骨料对混凝土性能的影响研究

针对肯尼亚中风化响岩技术指标不良的现状,通过对拌合物性能、力学性能、电通量和氯离子渗透系数等的测试,研究了中风化响岩对混凝土性能的影响.结果显示:采用肯尼亚中风化响岩配制的混凝土,在相同的配合比条件下,初始坍落度和扩展度均较普通石灰石骨料混凝土小,经时损失相对较大,抗压强度和弹性模量低,但是仍然满足一般工程对混凝土力学...     

再生粗骨料混凝土抗氯离子渗透性能的研究

试验用RCM法研究了再生粗骨料的种类、取代率,胶凝材料用量及粉煤灰对再生粗骨料混凝土抗氯离子渗透性能的影响.结果表明,颗粒整形再生粗骨料混凝土抗氯离子渗透性能,优于简单破碎再生粗骨料混凝土,但差于天然粗骨料混凝土;再生粗骨料混凝土的抗氯离子渗透性能,随粗骨料取代率的增加而降低,随胶凝材料用量的增加而有所提高;掺加粉煤灰可提高再生粗骨料混凝土的抗氯离子渗透性能.     

Chloride induced reinforcement corrosion in lightweight aggregate high-strength fly ash concrete

Reinforced lightweight aggregate high-strength concrete slabs that incorporated fly ash were exposed to 2% chloride solution for over 15 months. Chloride ion ingress, corrosion potentials, corrosion current density and electrical resistivity were determined. These slabs were compared with slabs from normal weight concrete of medium and high-strength. The results indicated that lightweight high-strength concrete slabs with fly ash in the concrete mixture showed the least amount of chloride concentration. Values of corrosion current density were very low and values of electrical resistivity were very high and indicative of extremely low corrosion current. The dense matrix of the lightweight high-strength concrete is believed to restrict continuous pores that may carry chloride ions. The effect of fly ash in lowering the chloride diffusivity further contributed to reduce harmful chloride ions. In addition, the porous sintered fly ash aggregates are believed to have acted as buffer reservoirs for the chloride laden solution and thus prevented the chloride ions from reaching the steel surface.     

海工结构服役寿命预测细观数值模拟研究

在现有二维混凝土随机骨料模型基础上,通过引入正态分布随机数来模拟混凝土界面过渡区厚度的非均匀性,并耦合氯离子扩散、钢筋锈蚀和混凝土损伤,建立了海工结构服役寿命预测细观数值模型.研究表明:由氯离子扩散引起的单根钢筋非均匀锈蚀导致混凝土保护层形成3条主裂缝,3条主裂缝之间夹角约为120°,出现这种现象的主要原因是界面过渡区加速了氯离子扩散,次要原因是界面过渡区的力学性能劣化;在相同钢筋锈蚀量条件下,非均匀锈蚀钢筋混凝土比均匀锈蚀钢筋混凝土的服役年限短,混凝土保护层开裂形态也不一样;数值模拟的氯离子含量分布、裂缝形态与试验数据较为吻合,验证了所建立的数值模型的可靠性.     

再生骨料混凝土氯离子渗透性能研究

再生骨料混凝土的抗氯离子渗透性能是耐久性能之一,模拟氯离子环境下对其抵抗作用,与普通混凝土进行对比。考虑再生骨料全部吸水特性时,再生骨料混凝土的抗氯离子渗透性能显著下降;对再生骨料进行强化处理后,得到一定程度的改善;粉磨处理对再生骨料混凝土耐久性的改善效果优于用化学溶液浸泡处理。     

用丝束电极模拟研究混凝土中钢筋的锈蚀

用丝束电极模拟混凝土中钢筋表面的不同位置,研究了浸于pH=12,浓度为10％的NaCl溶液中直至9d的混凝土中钢筋的锈蚀状况．通过测量丝束电极的自然腐蚀电位、极化电阻、腐蚀电流,以及在丝束电极探头附近混凝土的密实性、孔溶液的pH值和Cl^-含量的取样分析,研究了由于混凝土的不均匀性造成Cl^-在其中扩散的不均匀性所致的钢筋锈蚀状况．结果表明：混凝土保护层越厚,则电极自然腐蚀电位越高,钢筋实际锈蚀状况也越轻;在混凝土密实性较高区域的孔溶液PH值相对较高,Cl^-含量较低,由于该区域电极的自然腐蚀电位较高,因而电极的实际腐蚀状况较轻,而在混凝土密实性较低的区域,情况则刚好相反．     

废轮胎再生混凝土抗氯离子侵蚀试验研究

为了研究废轮胎再生混凝土抗氯离子侵蚀性能,采用了DY-2501B氯离子快速测定仪,对废轮胎再生混凝土试件的氯离子含量进行了测定,研究了水灰比、橡胶取代率、再生粗骨料取代率对废轮胎再生混凝土抗氯离子侵蚀性能的影响规律。结果表明:随着水灰比的增大,废轮胎再生混凝土抗氯离子侵蚀性能逐渐减弱,30~60 d内氯离子含量的增加速率减缓;随着橡胶取代率的增加,废轮胎再生混凝土内氯离子含量呈现先增加后减小的现象,而拐点因再生粗骨料取代率的变化而变化;废轮胎再生混凝土内氯离子含量随着再生粗骨料取代率的增加而增加,但当橡胶取代率为30%,再生粗骨料取代率为30%时氯离子含量下降。     

再生混凝土中氯离子渗透性能试验研究

通过氯离子自然扩散试验,测定再生混凝土试件中的氯离子浓度,分析了再生骨料、粉煤灰掺量、全浸泡与干湿循环方式对再生混凝土中氯离子渗透性能的影响.结果表明:再生混凝土抗氯离子渗透能力比普通混凝土差;掺入粉煤灰能提高再生混凝土抗氯离子渗透能力,粉煤灰最佳掺量为20%(质量分数);干湿循环方式可加快再生混凝土中氯离子的渗透速度.     

隧道石粉取代胶凝材料对机制砂混凝土性能的影响

以石粉部分取代混凝土中的胶凝材料,研究石粉取代量为0, 10%, 15%, 20%, 25%, 30%时的机制砂混凝土性能,测试混凝土抗压强度、抗硫酸盐侵蚀、碳化深度、抗氯离子扩散系数等性能指标。结果显示,当水胶比、石粉细度固定时,混凝土性能随石粉取代量增加而降低;当石粉取代胶材量为15%、石粉细度为30%、水胶比为0.5时,28d抗压强度大于34.5MPa。