溫度和濕度對混凝土中鋼筋腐蝕控制模式及速率的影響機理研究.pdf

1、鋼筋腐蝕是引起鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)耐久性退化的重要原因之一。在不同的環(huán)境條件下，鋼筋腐蝕的嚴(yán)重程度差異較大，其中溫度和相對濕度的影響最為顯著。本文結(jié)合理論分析、數(shù)值模擬和模型試驗數(shù)據(jù)，重點圍繞溫度和相對濕度對混凝土中鋼筋腐蝕控制模式及其速率的影響規(guī)律開展研究。主要研究內(nèi)容如下:
　　(1)基于電化學(xué)原理，探討了混凝土中鋼筋的腐蝕機理和控制過程，考慮電極反應(yīng)的逆向反應(yīng)速率對活化極化過電位的影響，推導(dǎo)了活化極化與濃差極化控制下的電極電位以及

2、陽、陰極的腐蝕電位，為建立鋼筋腐蝕宏電池模型奠定了基礎(chǔ)。分析結(jié)果顯示，當(dāng)電流密度較小或交換電流密度較大時，不能忽略電極反應(yīng)的逆向反應(yīng)速率對活化極化過電位產(chǎn)生的影響。
　　(2)分析了溫度和相對濕度對平衡電位、交換電流密度、塔菲爾斜率、極限電流密度等電化學(xué)參數(shù)的影響規(guī)律，建立了考慮溫度和相對濕度影響的鋼筋腐蝕宏電池模型，進而分析了不同控制模式下溫度和相對濕度對鋼筋腐蝕速率的影響規(guī)律，并與試驗數(shù)據(jù)進行了對比驗證。分析結(jié)果表明，在相對濕

3、度逐漸增大的過程中，鋼筋腐蝕的控制模式逐步由電阻控制轉(zhuǎn)變?yōu)殛帢O控制，鋼筋腐蝕速率呈現(xiàn)先增大后減小的趨勢;在電阻控制和陰極控制這兩種情況下，鋼筋腐蝕速率均隨著溫度的升高而逐漸增大。
　　(3)基于混凝土中鋼筋腐蝕的宏電池模型，分析了溫度和相對濕度對混凝土中鋼筋腐蝕控制模式的影響，然后以相對濕度、溫度、水灰比、氯離子含量和保護層厚度為控制參數(shù)，建立了混凝土中鋼筋腐蝕速率的實用預(yù)測模型，并利用人工和自然氣候環(huán)境下的試驗數(shù)據(jù)，對比驗證了該