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《厦门大学》 2004年
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钢筋/混凝土体系腐蚀过程的电化学研究

胡融刚  
【摘要】:钢筋混凝土是当今世界最大量的工程材料。钢筋在混凝土中的腐蚀破坏是导致现代钢筋混凝土结构过早失效的最主要原因,已被公认为一个世界性难题。钢筋腐蚀对工程结构耐久性造成极大的威胁,给人民生命安全带来重大隐患,造成巨大经济损失,是关系国计民生的重大问题。钢筋混凝土的腐蚀是一个十分复杂、研究难度大的体系,由于钢筋在混凝土中的腐蚀破坏必然发生在钢筋/混凝土界面,钢筋/混凝土界面腐蚀破坏机理研究和钢筋腐蚀状态的无损检测是关键性的重要课题。 电化学阻抗谱(EIS)可以提供电化学反应机理和动力学方面的信息,给出反应的物理模型。EIS的测量结果表明,钢筋/混凝土体系的阻抗谱中包含两个时间常数,分别来自界面的双电层和钢筋表面的混凝土保护层。由于混凝土的多相性和钢筋表面的不均一性,界面非法拉第过程表现出明显的弥散效应。随腐蚀的发展,界面反应从电化学活化控制转变为传质过程控制。 钢筋/混凝土界面微化学环境,特别是氯离子和pH对钢筋腐蚀有直接影响,发展可用于原位无损测量界面化学环境的探针技术具有重要的学术和实用意义。采用阳极电解法制备Ag/AgCl氯离子探针,碳酸盐热氧化法制备Ir氧化物pH探针,实现了在钢筋/混凝土界面腐蚀过程的现场测量,探明界面氯离子和pH的变化与钢筋/混凝土界面腐蚀行为的关系。在0.5mol/L NaCl溶液中,钢筋/混凝土界面氯离子浓度在第34天达到10~(-1)mol/L的最大值,随后略微降低。钢筋/混凝土界面pH在浸泡的前10天显著降低,从12.6降到12.0,在10-70天期间仍有缓慢降低。 应用原位STM首次成功地跟踪观察了钢筋在模拟混凝土孔溶液(pH=12.40,无外加氯离子)中表面钝化膜的消长过程;在含3.5%NaCl, 摘要 pH=10.40的混凝土模拟孔溶液中由于局部腐蚀的发生,可观察到表面不 规则的沉积物的形成、生长;复合缓蚀剂能有效消除微腐蚀点活性,促使 表面微观缺陷消失和均一化,增强钝化膜的耐蚀能力。 电化学噪音(ECN)测量可在无电信号扰动条件下检测腐蚀体系的暂 态行为,获得有关腐蚀类型和腐蚀速度的信息。采用时域原始数据分析, 统计分析、频谱分析以及小波分析处理钢筋在模拟混凝土孔溶液中的电化 学噪音,着重讨论了氯离子的影响。窗口可变的小波分析在ECN数据处 理体现出比统计分析,频谱分析的明显优越性。在含NaCI 0.O00lm。比 的饱和ca(oH):中,时间常数为16一325的暂态占优势。根据离散小波分 析的结果,可认为钢筋在SPS中活化/钝化的临界Cl一浓度界于 104一10一mol几。
【学位授予单位】:厦门大学
【学位级别】:博士
【学位授予年份】:2004
【分类号】:TU528

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【引证文献】
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【共引文献】
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【同被引文献】
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中国博士学位论文全文数据库 前10条
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中国重要会议论文全文数据库 前1条
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中国博士学位论文全文数据库 前3条
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3 唐国斌;基于全寿命设计的混凝土箱梁桥若干理论问题研究[D];浙江大学;2011年
4 李沛;钢筋锈蚀对混凝土梁构件力学行为影响的研究[D];中南大学;2012年
5 蔺石柱;寒冷地区在役钢筋混凝土结构物剩余寿命的仿真预测[D];西安建筑科技大学;2011年
6 张喜德;钢筋混凝土构件耐久性的若干问题研究[D];广西大学;2004年
7 孙彬;在役钢筋混凝土结构的性能退化与抗震性能评估[D];西安建筑科技大学;2006年
8 郭冬梅;沿海在役钢筋混凝土桥梁性能退化及剩余使用寿命预测[D];浙江大学;2014年
9 耿欧;混凝土构件中钢筋锈蚀速率预计模型研究[D];中国矿业大学;2008年
10 管学茂;水泥基材料在氯盐环境中的服役行为及机理研究[D];中国建筑材料科学研究院;2005年
中国硕士学位论文全文数据库 前10条
1 邓拓;钢筋锈蚀对混凝土结构耐久性的影响及其评估[D];长沙理工大学;2012年
2 张先军;高地温环境下混凝土中钢筋锈蚀研究[D];西南交通大学;2011年
3 蒋恒强;钢筋锈蚀的主动波动监测方法研究[D];哈尔滨工业大学;2011年
4 孔祥龙;分布式光纤传感技术在钢筋锈蚀监测中的应用[D];大连理工大学;2011年
5 张禹;钢筋锈蚀率对桥梁结构耐久性的影响分析[D];北京化工大学;2013年
6 刘栋;置于混凝土环境的钢筋锈蚀状态监测技术研究[D];中南大学;2012年
7 谷荣坤;不同表面状态钢筋在含氯混凝土中腐蚀行为研究[D];内蒙古科技大学;2013年
8 甘宇宽;混凝土中钢筋锈蚀分布式光纤监测技术研究[D];南京大学;2011年
9 周国栋;钢筋锈蚀耐久性基础研究[D];郑州大学;2010年
10 吴伟;混凝土钢筋锈蚀过程及试验研究[D];湖北工业大学;2012年
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