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《上海交通大学》 2008年
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钢筋腐蚀临界氯离子浓度的试验研究

陈卿  
【摘要】: 钢筋混凝土结构是当前世界上应用最广泛的结构形式之一。钢筋混凝土结构并不是坚不可摧的,许多现役的钢筋混凝土结构因为耐久性不足而导致提前失效,造成了重大的经济损失。混凝土结构设计过程中,也常常只注重承载力设计而忽视耐久性设计。因此,耐久性研究是当前混凝土结构研究的重要课题之一。 在引起钢筋混凝土耐久性退化的诸多因素中,混凝土中的钢筋腐蚀是一个普遍现象。引起钢筋腐蚀的诱因主要包括混凝土碳化和氯离子入侵,由于氯离子引起的腐蚀速度更快、危害更大而成为目前耐久性研究的重点。氯离子腐蚀研究的主要内容包括:氯离子渗透速度、开始腐蚀条件和钢筋腐蚀速度,本文主要针对开始腐蚀条件——临界氯离子浓度进行研究,该数值的合理确定对耐久性设计和结构使用寿命预测有重要意义。 虽然前人已对临界氯离子浓度作了较为深入的研究,但是由于影响因素众多,文献中公布的临界氯离子浓度在数值上离散性非常大。为确保混凝土结构的可靠性,各国规范常采用保守的下限取值。这是在还没有完全揭示临界氯离子浓度变化规律之前的权宜之计。 本文紧扣钢筋脱钝的本质问题:“腐蚀电位超越点蚀电位是钢筋脱钝的充分必要条件”这条主线,综合考虑混凝土孔隙液pH值及温度的影响,在混凝土模拟孔隙液中,采用恒电位方法,进行试验研究,得到了不同电位、pH值及温度下钢筋腐蚀时的氯离子浓度均值、变异系数及具有95%保证率的临界值,分析发现: 1.自然腐蚀电位是影响钢筋腐蚀状态的综合性控制因素。随着自然腐蚀电位的降低,临界氯离子浓度升高。试验结果表明,基于电位对临界氯离子浓度的影响程度,可将电位分为两个区段,且两个区段的分界点与溶液的pH值有关。钢筋腐蚀时的氯离子浓度均值的对数与钢筋电位近似呈线性关系。 2.孔隙液的pH值是影响临界氯离子浓度的重要因素之一,钢筋腐蚀时的氯离子浓度均值与溶液的pH值近似呈指数关系;同时,孔隙液的碳化程度也影响了临界氯离子浓度,当碳化程度超过一定界值时,临界氯离子浓度可能随碳化程度的增加而增加。 3.温度也是影响临界氯离子浓度的重要因素之一。温度从5oC增加到25oC,钢筋腐蚀时的氯离子浓度均值下降约50%。温度主要通过影响电化学过程速率、钢筋腐蚀微环境等途径对临界氯离子浓度产生影响。 本文最后针对自主研发的钢筋腐蚀监测传感器,在实验室内对混凝土中钢筋的腐蚀状态进行测试,并同国外同类传感器进行比较,发现该传感器可较好地监测临界氯离子浓度侵入混凝土中的深度,并具有简单易行、占用空间小及监测数据比较可靠等优点。
【学位授予单位】:上海交通大学
【学位级别】:硕士
【学位授予年份】:2008
【分类号】:TU375

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【引证文献】
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【参考文献】
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【同被引文献】
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【二级引证文献】
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8 杨恩建;不同纵筋率对剪跨比为2.5的无腹 筋约束梁受剪性能影响的研究[D];重庆大学;2005年
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