混凝土内部温湿度对钢筋锈蚀的影响

通过室内加速碳化试验,研究了混凝土内部温湿度变化对钢筋锈蚀的影响,并使用温湿度影响函数进行描述,建立了考虑混凝土内部温湿度影响的钢筋锈蚀速率模型.研究表明:不同配比混凝土试块中钢筋锈蚀的温度影响函数差别较大,但对于同一配比试块,即使钢筋处于不同的锈蚀程度,其温度影响函数仍相近;对于湿度影响而言,无论是对于不同配比试块还是同一配比中锈蚀程度不同的试块,其受湿度影响的相对变化规律几乎一致,因此可用统一的湿度影响函数进行描述.基于上述研究成果,探讨了可用于实际工程的钢筋锈蚀速率实时动态预测方法.     

混凝土冻融损伤对内部钢筋锈蚀影响研究

为研究混凝土冻融损伤对内部钢筋锈蚀程度和锈蚀速率的影响,开展加速冻融循环试验和加速钢筋锈蚀试验,同时分别用半电池电位和腐蚀电流密度两种电化学方法测定混凝土内部钢筋的锈蚀速率。试验结果表明:冻融损伤对混凝土内部钢筋锈蚀影响较大,钢筋的锈蚀速率随着冻融循环次数和氯离子侵蚀龄期的增加而增加;降低混凝土水灰比和增加混凝土保护层厚度可以有效的提高混凝土内部钢筋的抗锈蚀能力。     

混凝土中钢筋锈蚀的实时监测

采用电化学方法,开展了钢筋混凝土实时监测的研究,探讨了在外界环境变动的条件下简单、易行且能反映长期钢筋锈蚀情况变化信息的实时监测方法.在研究基础上提出了电化学方法是检测混凝土中钢筋锈蚀情况最简单的方法,它不仅可以检测钢筋的锈蚀速率,还可以检测长期的锈蚀总量;通过定期测量钢筋的极化电阻,可估算一定时间内钢筋的锈蚀量.     

基于涡流热成像的锈蚀钢筋混凝土表面温度变化试验研究

电涡流红外热成像检测技术是一种新兴的无损检测技术,其利用混凝土内部钢筋锈蚀程度不一样导致钢筋的发热效率不一样,使传导至混凝土表面的温度变化速率不一样的原理来判定混凝土内部钢筋锈蚀程度。通过试验研究了锈蚀钢筋混凝土在不同锈蚀时间、钢筋直径、混凝土强度及保护层厚度等影响因素下的表面温度变化规律。结果表明,不同钢筋直径,不同保护层厚度,不同混凝土强度的钢筋混凝土试件的表面温度增长速率都随锈蚀时间的增加而增大,即钢筋混凝土表面温度增长速率与钢筋锈蚀时间正相关;锈蚀时间越长、钢筋直径越大,混凝土表面温度增长速率越快,相反,混凝土强度越低、保护层越小,混凝土表面温度增长越快,即锈蚀时间和钢筋直径与混凝土表面温度增长速率成正比,混凝土强度和保护层厚度与混凝土表面温度增长成反比。     

粉煤灰掺入量对钢筋锈蚀速率时变规律影响研究

在人工气候条件下,保持环境的温湿度恒定,研究掺入不同量粉煤灰后混凝土内钢筋锈蚀速率随时间而变化的情况,得出粉煤灰的掺量对钢筋锈蚀速率时变的影响规律,并对其机理进行分析.     

矿物对混凝土中钢筋锈蚀的试验研究

通过检测钢筋电位以及腐蚀电流密度的变化,比较了矿粉、粉煤灰对混凝土中钢筋锈蚀速率的影响.试验结果表明:由于矿粉、粉煤灰能改善混凝土抵抗氯离子渗透的能力,因而能延缓混凝土中钢筋的锈蚀.钢筋电位与腐蚀电流密度的变化情况基本一致,可以作为混凝土中钢筋锈蚀情况的判断依据.     

锈蚀钢筋与混凝土黏结性能试验研究

对锈蚀钢筋和混凝土黏结性能进行了试验研究,其中考虑了钢筋锈蚀率和水灰比的影响。试验采用100 mm立方体试块,其内部埋设直径为6 mm的光圆钢筋。将试块部分浸在氯离子溶液中并采用电解方法加速钢筋锈蚀。锈蚀之后,通过拉拔试验得到锈蚀试件的黏结-滑移曲线。结果表明:混凝土中的钢筋发生锈蚀、体积膨胀,通常会在混凝土表面产生裂缝;拔出试验试件典型的破坏现象为黏结劈裂破坏;锈蚀钢筋与混凝土之间的黏结力随着水灰比的增大而减小,锈蚀程度大的钢筋黏结力降低。     

混凝土中不同等级钢筋锈蚀行为的比较

为比较受氯离子侵蚀的混凝土中HPB235级、HRB335级和HRB400级钢筋以及钢绞线的锈蚀速率和锈蚀特征,设计了同时含有上述4种钢筋的混凝土试件,在4个多月的人工气候环境加速锈蚀试验过程中,利用电化学测试系统测试钢筋的锈蚀速率,并在锈蚀过程结束后剥离混凝土,对钢筋的锈蚀特征进行分析.结果表明,变形钢筋（包括HRB335级和HRB400级）的锈蚀速率明显比光圆钢筋（HPB235级）和钢绞线快,而HRB335级和HRB400级钢筋的锈蚀速率相近,后者略大于前者;HPB235级钢筋的表面锈蚀特征相对均匀,而HRB335,HRB400级钢筋和钢绞线表现出明显的局部锈蚀特征.最后,从钢筋的化学成分、微观结构及制作工艺等角度进行了机理分析.     

氯盐环境下混凝土内钢筋锈蚀模拟研究

钢筋锈蚀是导致钢筋混凝土结构性能退化的主要因素之一,尤其是暴露于海洋环境的钢筋混凝土结构。本文针对氯离子对混凝土内钢筋锈蚀速率的影响,提出了基于氯离子浓度的钢筋锈蚀速率影响因子,建立了混凝土保护层内氯离子的输运与钢筋锈蚀耦合过程模型,并利用试验数据对模型进行了验证。模拟结果与试验结果对比表明,本模型计算得到的钢筋表面锈蚀电流密度与实测结果具有较好的吻合度,验证了本文模型的合理性,可为氯盐环境下钢筋混凝土结构的耐久性分析提供参考。     

氯盐环境下混凝土中钢筋锈蚀的梯形电极监测

基于自然电位法设计了梯形电极监测系统,然后通过钢筋锈蚀加速试验,对2种水灰比混凝土试件中沿保护层厚度方向梯形分布的各层光圆钢筋锈蚀进行了监测.结果表明：沿保护层厚度方向梯形分布的各层光圆钢筋依次发生锈蚀,各层光圆钢筋开始锈蚀时间间隔渐次增加;光圆钢筋开始锈蚀时间与保护层厚度之间关系可采用指数函数方程拟合,拟合结果与试验数据吻合良好;2种水灰比混凝土中各层光圆钢筋开始锈蚀时的临界氯离子含量（质量分数）为03%~05%.梯形电极监测系统可有效追踪混凝土中的钢筋锈蚀行为,对混凝土结构安全性提供及时预警.     

一种新的混凝土中钢筋加速锈蚀的方法

从混凝土中钢筋的锈蚀机理出发,对已有的混凝土中钢筋加速锈蚀的方法比较分析,将加速锈蚀反应的锈蚀介质进行合理改进,以湿盐砂充当介质,并利用法拉第原理对锈蚀率进行控制,据此设计实验对钢筋混凝土梁中钢筋进行加速锈蚀。结果表明,以湿盐砂为介质的加速锈蚀方法所获得的锈蚀效果与实际混凝土结构中钢筋的锈蚀效果极其接近,具有良好的可行性和适用性。     

MCD钢筋锈蚀监测仪的设计与应用

根据钢筋混凝土结构内钢筋与铁锈、水、混凝土等介质磁导率的巨大差异,组装了一种基于磁介质理论的钢筋锈蚀监测仪(MCD钢筋锈蚀监测仪),包含内埋传感器、数据采集器和电脑软件系统.通过该监测仪的标定试验得到的电压变化率与钢筋锈蚀率为良好的线性关系,可以根据线性拟合公式定量检测钢筋的锈蚀率.传感器内埋钢筋混凝土梁通电加速锈蚀试验表明:MCD钢筋锈蚀监测仪具有较高的测量精度;计算锈蚀率的时变曲线可以反映混凝土中钢筋锈蚀的动态变化.     

现役结构混凝土内钢筋腐蚀速度监测方法研究

现役混凝土结构内钢筋腐蚀速度的实时监测是其健康监测的一个重要内容。对当前混凝土内钢筋腐蚀速度的主要测试方法进行了介绍和比较,设计了一种用于现役混凝土结构内钢筋腐蚀速度监测的“宏电池腐蚀电偶探头（Macro-cellprobe）”,并在实验室内和现场结构进行了实验验证。结果表明,该方法具有构造简单、测试方便、数据较为可靠等特点。     

气候条件对碳化混凝土内钢筋腐蚀速度的影响

环境气候条件是影响混凝土内钢筋腐蚀速度的重要因素，本文利用人工气候环境条件对碳化试件混凝土内钢筋的腐蚀速度规律进行了试验研究。研究结果表明：环境的温度、相对湿度对碳化混凝土内钢筋的腐蚀速度具有重要的影响，而且存在一临界环境相对湿度RH0。当环境相对湿度超过RH0时。混凝土内钢筋的腐蚀速度随着环境相对湿度、环境温度的升高而增大；当环境相对湿度低于RH0时。混凝土内钢筋的腐蚀速度很低。环境温度的变化对其不产生明显影响。     

基于不确定性的氯离子侵蚀环境下普通混凝土结构的耐久性研究

针对氯盐侵蚀环境下普通混凝土结构的锈胀开裂,通过分析普通混凝土结构的腐蚀损伤发展特点,建立氯离子侵蚀环境下普通混凝土结构的耐久性失效准则。基于工程实例,采用不确定性分析方法,通过Monte Carlo随机模拟,对氯离子侵蚀环境下普通混凝土结构的锈胀开裂时间开展了可靠性分析研究,得出了其近似概率密度分布,通过假设检验,确定其服从对数正态分布,并给出其在不同保证率情况下锈胀开裂时间的取值。     

屏蔽环技术可行性的理论及实验检测

在使用普通三电极系统对钢筋混凝土对建筑物中钢筋的腐蚀速率进行了现场测试时，由于辅助电极的面积与被测钢筋表面积相差很大而造成极化不均匀，实际受到极化的钢筋表面积难以确定。作者提出了普通电极增加屏蔽环的改进方案，并对该方案进行了理论探讨和实验检测。当两辅助电极间距离一定时，屏蔽电极越宽，所得实验值与实际越接近，加入屏蔽电极后，测得的各组腐蚀速率均比未加屏蔽电极时高；每组测试中，第二次所得的腐蚀速率总比第一次大，且第二次响应电流的对称性比第一次高；加屏蔽环电极后所得数据更准确。     

碳纤维布约束对锈蚀钢筋与混凝土间粘结性能的影响

通过外加电流加速锈蚀法获取锈蚀钢筋混凝土试件,采用横向粘贴碳纤维布的方法进行加固,设计并制作了未加固锈蚀试件、先锈蚀后加固和先加固后锈蚀三组22个试件。考虑保护层厚度、加固前或加固后的钢筋锈蚀率等因素,通过拉拔试验研究了碳纤维布约束对锈蚀钢筋与混凝土间粘结性能的影响。分析结果表明,碳纤维布的约束作用能显著提高锈蚀后钢筋与混凝土间的粘结性能,试件破坏模式由混凝土劈裂破坏向钢筋拔出破坏转变。未加固锈蚀试件极限粘结强度随着锈蚀的发展而降低;锈蚀试件采用碳纤维布加固后,由于保护层的劈裂受到约束,极限粘结强度显著提高;由于碳纤维布对锈胀力和保护层劈裂的双重约束作用,先加固后锈蚀试件的极限粘结强度随着锈蚀的发展而增大,且比同等锈蚀率的先锈蚀后加固试件更为显著。根据试验结果分别建立了不同约束条件下锈蚀钢筋与混凝土间极限粘结强度的计算模型。     

温度和湿度对钢筋腐蚀控制模式及速率的影响

结合理论分析、数值模拟和模型试验数据,分析了温度和相对湿度对混凝土中钢筋腐蚀控制模式及速率的影响规律.首先基于混凝土中钢筋腐蚀的电化学原理,并考虑电极反应的逆向反应速率对活化极化过电位的影响,改进了传统钢筋腐蚀宏电池模型中的阳极腐蚀电位;然后分析了温度和相对湿度对平衡电位、交换电流密度、极限电流密度等参数的影响,建立了能够有效考虑温度和相对湿度影响的钢筋腐蚀宏电池模型;最后利用人工和自然气候环境下的试验数据,对比验证了所建模型的有效性,并分析了温度和相对湿度对混凝土中钢筋腐蚀控制模式及速率的影响规律.