混凝土中钢筋加速锈蚀方法探讨

电化学加速锈蚀钢筋是大量获取锈蚀钢筋试件的有效方法.从钢筋电化学加速锈蚀机理出发,依据法拉第定律,探讨了电流密度、接线方法、电解液及构造措施对钢筋通电加速锈蚀效果的影响,并通过试验证明腐蚀过程中钢筋串联与并联效果相同.最后通过试验验证钢筋表面脱钝后与电解液充分接触的情况下,钢筋实际锈蚀率与理论锈蚀率基本一致,不同电流密度对通电加速锈蚀率影响较小,依据法拉第定律能较精确估算钢筋加速锈蚀的实际锈蚀率.     

混凝土中钢筋锈蚀电化学分析与室内快速锈蚀试验技术

利用电化学理论分析了钢筋锈蚀的过程、原因和机理 ,并提出了室内快速锈蚀试验钢筋的质量损失的计算公式和锈蚀速率的控制方法     

基于长度表征不均匀锈蚀钢筋力学性能研究

为研究锈蚀钢筋沿长度方向的锈蚀率变化规律及其对锈蚀钢筋力学性能的影响,对混凝土板中钢筋进行了电化学加速锈蚀试验.结果表明:通过控制混凝土密实度及浸泡方式,采用电化学加速锈蚀试验,可以得到沿截面及长度方向不均匀锈蚀的钢筋.锈蚀钢筋屈服荷载、极限荷载与微段最大锈蚀率有较大的相关性,且沿长度方向不均匀锈蚀参数随其平均质量损失率增加而增大.用微段最大锈蚀率计算得到的锈蚀钢筋屈服荷载预测值与试验值较为接近,可为相关研究提供参考.     

试验条件对钢筋混凝土锈裂模型影响的研究

浇注了5个钢筋混凝土柱式大试件,养护三个月后通过电化学方法加速其锈蚀,得出了锈胀开裂时钢筋的锈蚀率。基于电化学锈蚀试验结果,并结合已有的试验资料,建立了考虑电化学锈蚀速度、相对保护层厚度及粗钢筋影响的锈裂模型,该模型具有较强的通用性。     

锈蚀钢筋混凝土的粘结性能退化的试验研究

通过电化学原理对钢筋混凝土拔出试件进行加速锈蚀并控制其锈蚀量,根据锈蚀变形钢筋的拔出试验结果表明：由于变形钢筋与混凝土间化学胶结力、机械咬合力、混凝土对钢筋的约束力随钢筋锈蚀率的增加而明显下降,钢筋与混凝土间的粘结性能与剪切刚度性能明显退化。最后根据试验结果的统计分析,建立了钢筋锈蚀率与粘结性能的关系     

电化学综合法评价混凝土中钢筋锈蚀及评估体系研究

根据电化学测试基本原理,对混凝土中钢筋的锈蚀进行了试验研究,提出了电化学综合检测方法及钢筋锈蚀速率和钢筋剩余使用寿命的辅助模型,建立了混凝土中钢筋锈蚀状况的评估体系。     

锈蚀钢筋混凝土梁抗弯强度的试验研究

通过电化学腐蚀的方法进行了锈蚀钢筋混凝土梁抗弯强度的试验研究。根据试验数据 ,拟合出了钢筋锈蚀率对钢筋混凝土梁中钢筋与混凝土协同工作系数的影响公式。还给出了锈蚀钢筋混凝土梁抗弯强度的表达式及其简化式。其结果有益于完善和发展锈蚀钢筋混凝土梁的计算方法。     

混凝土中钢筋加速锈蚀试验适用性研究

钢筋锈蚀导致其屈服强度降低、力学行为改变,影响钢筋与混凝土之间的粘结性能,钢筋锈蚀量影响钢筋混凝土的失效模式。为研究锈蚀钢筋混凝土结构的相关性能,需要在较短时间内得到所需的锈蚀构件。通过对4种不同工况下混凝土中钢筋电化学加速锈蚀方法进行对比试验,得到了锈蚀后钢筋表面形态特征,分析了模拟自然环境条件下钢筋锈蚀的适用性。试验表明：全浸泡外加电流加速锈蚀方法使钢筋纵向、径向表面形成均匀锈蚀,而自然环境锈蚀钢筋表面锈蚀相对不均匀,坑蚀更明显,两者差异显著;利用全浸泡外加电流加速锈蚀方法进行锈蚀钢筋与混凝土粘结-滑移本构关系和锈蚀钢筋混凝土构件承载能力等研究不合适;半浸泡和贴面外加电流加速锈蚀方法能较好模拟自然环境锈蚀;加速锈蚀试验方法的理论锈蚀质量高于试验锈蚀质量。图12表1参7     

氯盐环境下已锈蚀钢筋混凝土修复效果研究

钢筋的锈蚀是混凝土耐久性失效的主要原因,阻止钢筋锈蚀对于保证混凝土结构使用寿命具有重要意义。为提高氯盐侵蚀环境下已锈蚀钢筋混凝土构件的无损修复效果,对不同锈蚀程度的钢筋混凝土试件分别采用电化学除氯和涂刷渗透型迁移性钢筋阻锈剂的方法进行修复试验,测试了修复后的钢筋锈蚀电流密度和锈蚀率等指标,对比分析了两者的修复效果。结果表明,初始锈蚀率较大时,电化学除氯方法阻止钢筋继续锈蚀比涂刷阻锈剂的效果更好。     

试验条件对钢筋混凝土锈裂模型影响的研究

利用电化学锈蚀试验,得出了锈胀开裂时钢筋的锈蚀率.对现有锈裂模型及试验资料综合分析,并结合试验结果,建立了考虑电化学锈蚀速度、相对保护层厚度及粗钢筋影响的锈裂模型.     

The use of inorganic conversion coatings to enhance the corrosion resistance of reinforcement and the bond strength at the rebar/concrete

The performance of concrete specimens reinforced with uncoated rebars or rebars coated with inorganic conversion coatings was investigated. The corrosion resistance of rebars and the bond strength at the rebar/concrete interface for uncoated rebars as well as rebars coated with three different inorganic conversion coatings were evaluated according to the corresponding ASTM G109 standard. The results showed that different inorganic conversion coatings give significant enhancements of corrosion resistance and increased interface bond strength compared to uncoated ordinary steel rebars. However the extent to which each conversion coating improves the corrosion resistance of the rebars and the interface bond strength inevitably depends on the chemical composition of the applied inorganic conversion coating.     

Corrosion of exposed rebars,associated mechanical degradation and correlation with accelerated corrosion tests

In a large number of steel reinforced concrete buildings in Greece, spalling of the cement has left the steel reinforcement (rebars) exposed to the atmosphere. This has led to corrosion of the exposed rebars, especially in coastal areas, with questions regarding their remaining load-carrying capacity. This work addresses the problem of corrosion and strength degradation of such exposed rebars. A large number of samples (sections of exposed rebars) were collected from buildings up to 96 years old, and weight loss measurements, tensile testing and fractographic analysis were carried out. Accelerated corrosion testing (salt spray) was performed on new similar grade rebars in order to establish a correlation with the naturally corroded exposed rebars.It was found that exposed rebars suffer from uniform corrosion followed by degradation of mechanical properties. In certain cases the properties were below the minimum threshold required by the international standards. A rough estimate of the correlation factor between natural corrosion of exposed rebars and salt spray corrosion has been derived. This correlation factor could be used, under certain limitations, to estimate the condition, in terms of mechanical property degradation and structural integrity, of coastal buildings with exposed rebars in Greece.     

人工气候环境下腐蚀混凝土梁的承载力研究

在设定的人工气候氯盐腐蚀的环境下,对两种不同水灰比的钢筋混凝土梁进行腐蚀时间不同的试验研究,分析氯盐腐蚀后钢筋混凝土梁的承载能力及钢筋锈蚀率。结果表明：同一水灰比的混凝土梁在不同腐蚀时间下的承载力与氯离子在混凝土中的侵蚀深度及其对钢筋腐蚀的程度密切相关;水灰比较大的混凝土梁中钢筋腐蚀率大。     

模拟混凝土环境下GFRP筋抗压性能加速老化试验研究

参照ACI 440.3R-04提供的试验方法,将90根玻璃纤维增强塑料（GFRP）筋分别放入40℃、60℃和80℃的模拟混凝土溶液中进行加速老化试验,侵蚀时间分别为3.65 d、18.0 d、36.5 d、92.0 d和183.0 d,分析了温度、侵蚀时间、SiO2含量等参数对GFRP筋受压力学性能的影响。研究表明：侵蚀183.0 d后,40℃、60℃、80℃模拟混凝土环境下的GFRP筋抗压强度较侵蚀前分别下降了29.59%、39.12%和47.62%,其抗压弹性模量分别下降了10.12%、12.47%和19.06%。采用扫描电子显微镜（SEM）对侵蚀前后GFRP筋的微观形貌进行了观测,发现侵蚀后GFRP筋的劣化区域内纤维与周围树脂之间出现了明显的脱粘现象,而且随着温度的提高这种脱黏现象更加明显。采用X射线荧光光谱分析仪（XRF）分析了侵蚀前后GFRP筋的SiO2含量变化,结果表明随着侵蚀时间的增加,模拟混凝土环境下GFRP筋中SiO2含量呈递减趋势;侵蚀前GFRP筋中SiO2含量为62.11%,在40℃、60℃和80℃模拟混凝土环境下侵蚀183.0 d后,GFRP筋中SiO2含量较侵蚀前分别下降到52.05%、50.66%和47.65%。基于XRF分析提出了模拟混凝土环境下GFRP筋抗压强度的预测模型。     

海水浪溅下混凝土中锈蚀钢筋性能试验研究及仿真分析

75根海水浪溅环境下混凝土中I级和II级锈蚀钢筋的拉伸试验表明 :要考虑由于锈坑引起的应力集中对强度的影响。讨论了屈服强度、极限强度、极限伸长率和破坏形式与重量锈蚀率的关系 ,分析了钢筋的应力应变关系和极限强度与屈服强度比值随锈蚀率提高的变化规律。海水浪溅环境比大气环境下的锈蚀钢筋承载能力低 15 %左右 ,截面损失率与重量损失率的差异要小。锈蚀钢筋有限元仿真分析表明 :锈坑引起的应力集中使屈服荷载比仅考虑面积减小的计算荷载低 5 0 %左右 ;初始直径越大 ,锈坑对强度的影响越小 ;锈坑形状和宽度对强度的影响不明显。数据存在一定离散性 ,对可能原因进行了分析。     

Corrosion behavior of epoxy/zinc duplex coated rebar embedded in concrete in ocean environment

The corrosion behavior of epoxy/zinc duplex coated rebar embedded in concrete is evaluated comparing with the black steel, galvanized and epoxy coated rebars for a long term in ocean environment. The effect of mechanical damages of epoxy coatings on the corrosion protection is examined. The epoxy coated and epoxy/zinc duplex coated rebars show the higher anti-corrosion performance than other types of rebars. However, once the epoxy coating is mechanically damaged, the more serious corrosion may occur in the damaged area of epoxy coated rebar in concrete. The epoxy/zinc duplex coating remains a good corrosion protection to steel in concrete even when suffering from some mechanical damages.     

基于温差发电的混凝土模拟液中钢筋阴极保护

采用温差发电片作为电源,混凝土模拟孔隙液作为介质,研究温差发电应用于钢筋阴极保护的可行性.结合半电池电位、线性极化、Tafel曲线和电化学噪声,分析了温差发电单元对钢筋进行阴极保护的效果.结果表明:温差发电单元具有与直流电源相同的电学性能,内阻不会随着两端温差变化而明显变化;在阴极保护系统中温差发电单元具有很好的稳定性,实施阴极保护可以使钢筋电位负移至保护电位;阴极保护后钢筋的腐蚀速率大大减小,从腐蚀状态进入热力学稳定状态而得到有效保护.     

Development of an embeddable sensor to monitor the corrosion process of new and existing reinforced concrete structures

An integrated and cost-effective sensor system to monitor the state of reinforced concrete structures from the corrosion point of view was developed. The sensor provides measurements of the open circuit potential of rebars, the corrosion current density of rebars, the electrical resistivity of concrete, the availability of oxygen, the chloride ions concentration in concrete, and the temperature inside the structure. The integrated system consists of different electrodes embedded in concrete and a software system that acquires and analyses the data. The results obtained so far show the capabilities of this type of sensor to determine the corrosion state of existing as well as new concrete structures.     

护环法在钢筋混凝土体系腐蚀评价中的可行性研究

采用普通三电极体系评价现场大钢筋混凝土结构时。辅助电极面积与钢筋表面积相差很大而导致极化电力线难以均匀分布在钢筋表面，极化面积不确定。为解决这一问题，采用护环电极（Guard Ring Electrode，GRE or GE）方法即在普通三电极法基础上添加一圆环形护环电极（GE）．通过GE电流将辅助电极（CE）电流限制在CE投影面积内，试验中评价了不同腐蚀状态的钢筋。并与均匀极化法对比，结果表明：在正确的电流限制下。护环电极法能够较准确地评价钢筋腐蚀状态，该方法尤其适合已脱钝体系。