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张力作用下斜拉桥拉索钢绞线腐蚀行为研究

周杰敏  
【摘要】: 斜拉桥是一种具有跨越能力大、结构轻巧美观、受力明确、空气动力稳定性好、结构型式简洁等优点的现代主要桥型。斜拉桥拉索是斜拉桥主要承重结构,其耐久性将直接影响全桥的安全。由于斜拉索长期承受交变载荷并暴露于自然环境中,特别是大气污染严重地区、水污染严重地区、海滨及海洋环境,极易发生腐蚀破坏,严重者还会因坍塌而造成生命及财产的巨大损失,因此,全面研究桥梁拉索的腐蚀,阻断腐蚀成因,对提高桥梁结构耐久性与安全性具有重要意义。 对此,论文采用失重法、线性极化法和Tafel外推法等方法结合XRD、TG—DTA和光学显微镜研究手段对斜拉桥拉索结构中镀锌钢绞线在不同张力下腐蚀行为进行了研究。得到以下结论: 1、在pH=7的5%NaCl溶液中腐蚀实验研究表明,当镀锌钢绞线没有受到张力时其腐蚀速度最小,极化电阻最大,腐蚀电流密度最小;而当钢绞线受到22kN的张力时其腐蚀速度最大,极化电阻最小,腐蚀电流密度最大,分别为:0.3357 g·m~(-2)h~(-1),808·,1.846×10~(-5) A·cm~(-2)。 2、在pH=3.5的5%NaCl溶液中腐蚀实验研究表明,张力增大,镀锌钢绞线的腐蚀速度和腐蚀电流密度都增大,而极化电阻则减少,但并非呈线性关系。 3、模拟酸雨腐蚀实验表明,当钢绞线受到张力为0、5、10、15、20和22kN时,镀锌钢绞腐蚀速度分别为0.03175、0.0565、0.08318、0.1094、0.1417和0.158 g·m~(-2)h~(-1);其极化电阻分别为3730、2967、2493、1833、1301和990Ω;其腐蚀电流密度分别为1.224×10~(-6)、1.820×10~(-6)、2.284×10~(-6)、2.885×10~(-6)、4.217×10~(-6)和1.142×10~(-5)A·cm~(-2)。 4、经过中性盐雾加速腐蚀的镀锌钢绞线,其产生白锈的试验周期小于1;经15~22kN张力作用后的镀锌钢绞线,产生红锈的盐雾试验周期为16;而经0、10kN张力作用的钢绞线,则产生红锈的周期延长至23。钢绞线腐蚀产物主要是Zn_5Cl_2(OH)_8·H_2O、Zn_4(CO_3)(OH)_6·H_2O和ZnO.


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