溫度和濕度對(duì)混凝土中鋼筋腐蝕控制模式及速率的影響機(jī)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(duì)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(yàn)數(shù)據(jù)，重點(diǎn)圍繞溫度和相對(duì)濕度對(duì)混凝土中鋼筋腐蝕控制模式及其速率的影響規(guī)律開(kāi)展研究。主要研究?jī)?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(jī)理和控制過(guò)程，考慮電極反應(yīng)的逆向反應(yīng)速率對(duì)活化極化過(guò)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(yáng)、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(shí)，不能忽略電極反應(yīng)的逆向反應(yīng)速率對(duì)活化極化過(guò)電位產(chǎn)生的影響。
　　(2)分析了溫度和相對(duì)濕度對(duì)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(duì)濕度影響的鋼筋腐蝕宏電池模型，進(jìn)而分析了不同控制模式下溫度和相對(duì)濕度對(duì)鋼筋腐蝕速率的影響規(guī)律，并與試驗(yàn)數(shù)據(jù)進(jìn)行了對(duì)比驗(yàn)證。分析結(jié)果表明，在相對(duì)濕

3、度逐漸增大的過(guò)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(shì);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(duì)濕度對(duì)混凝土中鋼筋腐蝕控制模式的影響，然后以相對(duì)濕度、溫度、水灰比、氯離子含量和保護(hù)層厚度為控制參數(shù)，建立了混凝土中鋼筋腐蝕速率的實(shí)用預(yù)測(cè)模型，并利用人工和自然氣候環(huán)境下的試驗(yàn)數(shù)據(jù)，對(duì)比驗(yàn)證了該