沿海环境混凝土耐久性提升措施试验研究
发布时间：2021-10-01 00:27
钢筋锈蚀是诱发混凝土耐久性病害的主要原因,沿海地区混凝土结构钢筋锈蚀的情况尤其严重,在这种环境中影响混凝土耐久性的主要因素有碳化、酸雨侵蚀和氯盐侵蚀。针对沿海地区混凝土耐久性的劣化情况,很多耐久性提升措施被开发出来,如阴极保护法、混凝土再碱化法、电化学除氯法、电沉积修复法、添加钢筋阻锈剂等,这些方法中,阻锈剂和牺牲阳极的阴极保护法因使用方便、经济高效,应用最为广泛。本文以氯化钠和硫酸铵的混合溶液来模拟沿海环境中的氯盐和酸雨,以雾化喷淋和干湿循环来模拟沿海环境中的盐雾区和雨水区,主要研究了成分为氨基醇和羧酸盐协同共混物的内掺型阻锈剂和迁移型阻锈剂以及锌基合金组成的牺牲阳极对沿海环境下钢筋混凝土的防护机理和防护效果。研究分为三个部分,第一部分研究了氨基羧酸类内掺型阻锈剂和迁移型阻锈剂对混凝土耐久性能的影响,包括形体外观、力学性能、抗碳化性能和抗氯离子渗透性能。第二部分研究了氨基羧酸类内掺型阻锈剂和迁移型阻锈剂对不同浓度氯离子侵蚀下的混凝土中钢筋的腐蚀行为的影响,考察了阻锈剂的阻锈剂机理和阻锈性能,并且就钢筋/混凝土体系电化学等效电路的选用作了简要探讨。第三部分研究了氨基羧酸类内掺型阻锈剂、...
【文章来源】：东南大学江苏省 211工程院校 985工程院校 教育部直属院校
【文章页数】：98 页
【学位级别】：硕士
【部分图文】：
恵盐高速公路深圳段某沿海桥梁钢筋锈蚀情况
土组分硅酸盐水泥中的硅酸钙通过水化作用产生 Ca(OH)2，使混凝土内孔隙液呈现值在 12.5~13.5 之间，孔隙液中的 OH-吸附于钢筋表面，与 Fe 作用形成 γ-FeOOH 氧致密，有效保护钢筋免受锈蚀。但 Cl-的活性高且离子半径小，这使得 Cl-在和 OH于上风，能够优先与 Fe 结合，并且 Cl-能够透过钢筋钝化膜的缺陷，当 Cl-的数量足够度足够大时，会同时使得钢筋表面的 pH 值极速下降，加剧钝化膜的溶解，相关研究混凝土孔隙液的中 Cl-浓度达到某个临界值时，通常这个值满足[Cl-]/[OH-]>0.6，钝化溶解，此时如果钢筋周围存在水和氧气，钢筋即开始锈蚀[15]。在这一层面的侵蚀机主要表现为竞争吸附。形成腐蚀电池钢筋表面部分区域钝化膜的溶解，铁基体外露，因为铁基体的活性较高，而钝化膜较低，因而钢筋表面形成大阴极小阳极的格局，铁基体为小阳极，钝化膜覆盖区为大混凝土孔隙液中含有大量离子，可作为电解质，又因为大阴极和小阳极之间存在电由此形成，伴随电荷转移和物质转移，产生腐蚀电流[16]。钝化膜的溶解常常是小范因而这一层面的侵蚀导致的钢筋锈蚀常常是点蚀，但发展速度很快，图 1.2 所示为蚀机理示意图。
（a） （b）图 1.3 牺牲阳极的阴极保护法缓蚀机理示意图极保护法时，必须确保混凝土中的所有钢筋处于连接状态，以避免“杂散电流钢筋的接触采用焊接方式，施工作业时切忌阴阳极短路，此外，还要防止“如果施加的阳极保护电流控制不当或分布不均，可能会导致钢筋局部电位降的低电位会促使钢筋附近的 H+被还原成 H2，这样，钢筋一方面会存在“氢脆面其与混凝土间的粘结力也会受损，进而影响构件的承载能力[33]。极所用的材料应比钢筋的电位更负，即更活泼；其自腐蚀应均匀，且腐蚀速高效的电流，单位质量提供的电流量大；在作为替代阳极的过程中，不易极后产物要易于剥落、溶解，且应对环境无毒害作用；为了便于牺牲阳极的市材料应来源广泛，成本低廉，易于加工[34]。极的阴极保护系统按使用方式的不同可分为以下几种[35;36]：弧喷金属锌或铝-锌-铟合金的使用方法为，将铝-锌-铟合金或金属锌直接喷涂于清理干净的钢筋表面，以腐蚀介质浓度较低的环境下，否则涂层会被很快消耗或因钢筋锈胀剥落。
本文编号：3416915
【文章来源】：东南大学江苏省 211工程院校 985工程院校 教育部直属院校
【文章页数】：98 页
【学位级别】：硕士
【部分图文】：
恵盐高速公路深圳段某沿海桥梁钢筋锈蚀情况
土组分硅酸盐水泥中的硅酸钙通过水化作用产生 Ca(OH)2，使混凝土内孔隙液呈现值在 12.5~13.5 之间，孔隙液中的 OH-吸附于钢筋表面，与 Fe 作用形成 γ-FeOOH 氧致密，有效保护钢筋免受锈蚀。但 Cl-的活性高且离子半径小，这使得 Cl-在和 OH于上风，能够优先与 Fe 结合，并且 Cl-能够透过钢筋钝化膜的缺陷，当 Cl-的数量足够度足够大时，会同时使得钢筋表面的 pH 值极速下降，加剧钝化膜的溶解，相关研究混凝土孔隙液的中 Cl-浓度达到某个临界值时，通常这个值满足[Cl-]/[OH-]>0.6，钝化溶解，此时如果钢筋周围存在水和氧气，钢筋即开始锈蚀[15]。在这一层面的侵蚀机主要表现为竞争吸附。形成腐蚀电池钢筋表面部分区域钝化膜的溶解，铁基体外露，因为铁基体的活性较高，而钝化膜较低，因而钢筋表面形成大阴极小阳极的格局，铁基体为小阳极，钝化膜覆盖区为大混凝土孔隙液中含有大量离子，可作为电解质，又因为大阴极和小阳极之间存在电由此形成，伴随电荷转移和物质转移，产生腐蚀电流[16]。钝化膜的溶解常常是小范因而这一层面的侵蚀导致的钢筋锈蚀常常是点蚀，但发展速度很快，图 1.2 所示为蚀机理示意图。
（a） （b）图 1.3 牺牲阳极的阴极保护法缓蚀机理示意图极保护法时，必须确保混凝土中的所有钢筋处于连接状态，以避免“杂散电流钢筋的接触采用焊接方式，施工作业时切忌阴阳极短路，此外，还要防止“如果施加的阳极保护电流控制不当或分布不均，可能会导致钢筋局部电位降的低电位会促使钢筋附近的 H+被还原成 H2，这样，钢筋一方面会存在“氢脆面其与混凝土间的粘结力也会受损，进而影响构件的承载能力[33]。极所用的材料应比钢筋的电位更负，即更活泼；其自腐蚀应均匀，且腐蚀速高效的电流，单位质量提供的电流量大；在作为替代阳极的过程中，不易极后产物要易于剥落、溶解，且应对环境无毒害作用；为了便于牺牲阳极的市材料应来源广泛，成本低廉，易于加工[34]。极的阴极保护系统按使用方式的不同可分为以下几种[35;36]：弧喷金属锌或铝-锌-铟合金的使用方法为，将铝-锌-铟合金或金属锌直接喷涂于清理干净的钢筋表面，以腐蚀介质浓度较低的环境下，否则涂层会被很快消耗或因钢筋锈胀剥落。
本文编号：3416915
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