高溫條件下混凝土模擬孔隙液中鋼筋腐蝕.pdf

1、自從波特蘭水泥問(wèn)世以來(lái),混凝土結(jié)構(gòu)已經(jīng)成為基礎(chǔ)建設(shè)工程中最為常用的建筑形式之一。眾所周知,鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)結(jié)合了混凝土的優(yōu)點(diǎn),造價(jià)較低,是土木工程結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中的首選形式,其應(yīng)用范圍非常廣泛。但很多時(shí)候人們只關(guān)注混凝土結(jié)構(gòu)的承載力計(jì)算而忽略耐久性設(shè)計(jì),導(dǎo)致鋼混結(jié)構(gòu)因耐久性不足而提前失效?？梢?jiàn),耐久性研究是鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)研究中很迫切且重要的問(wèn)題。氯離子滲入而引起的鋼筋腐蝕是導(dǎo)致鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)材料劣化的常見(jiàn)原因。如海洋環(huán)境中或冬天撒除冰鹽的情況下

2、,當(dāng)鋼筋表面的混凝土孔隙溶液中的游離氯離子濃度超過(guò)一定值時(shí),即使溶液堿度較高,氯離子也能破壞鋼筋表面的鈍化膜,形成點(diǎn)蝕現(xiàn)象。國(guó)際混凝土組織提出基于性能的鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)耐久性設(shè)計(jì)方法,目標(biāo)是設(shè)計(jì)鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)在設(shè)計(jì)壽命里有足夠的可靠性,保證結(jié)構(gòu)的承載力和適用性。此種設(shè)計(jì)方法需要確定鋼筋腐蝕的初始時(shí)間,這就需要獲得準(zhǔn)確的氯離子滲透速度和臨界氯離子濃度。關(guān)于氯離子滲透已經(jīng)有很多的研究得出其與混凝土材料的關(guān)系。但是對(duì)臨界氯離子濃度的研究,特別是

3、與溫度的關(guān)系,目前研究比較匱乏。前人已經(jīng)對(duì)臨界氯離子濃度作了較深入的研究,得到的臨界氯離子濃度值因表達(dá)方式、試驗(yàn)環(huán)境以及試驗(yàn)方法的不同而出現(xiàn)非常大的離散性。為確?；炷两Y(jié)構(gòu)的可靠性,各國(guó)規(guī)范常采用保守的下限取值。本文緊緊圍繞鋼筋腐蝕的機(jī)理——“鋼筋腐蝕電位超越點(diǎn)蝕電位導(dǎo)致鋼筋脫鈍”這條主線,考慮高溫(50℃)的影響,在不同pH值的混凝土模擬孔隙液中,采用恒電位方法進(jìn)行試驗(yàn),得到了不同電位、pH值的鋼筋腐蝕時(shí)的氯離子濃度均值、變異系數(shù)及具

4、有95%保證率的臨界氯離子濃度值。并與陳卿在常溫(25℃)和低溫(5℃)條件下的得到的試驗(yàn)結(jié)果進(jìn)行比較,發(fā)現(xiàn)：當(dāng)pH值小于11.6時(shí)溫度對(duì)鋼筋腐蝕時(shí)臨界氯離子濃度的影響不明顯,而pH值大于11.6時(shí)溫度影響顯著；當(dāng)鋼筋電位大于-300mV SCE時(shí)溫度對(duì)臨界氯離子濃度的影響不明顯,而鋼筋電位小于-300mV SCE時(shí)溫度的影響顯著。當(dāng)溫度從5℃上升到50℃,鋼筋腐蝕的臨界氯離子濃度下降了88%。作者分析了pH值、電位以及溫度對(duì)鋼筋腐蝕臨

5、界氯離子濃度影響的機(jī)理。考慮到實(shí)際情況溫度并不是恒定不變,而是隨時(shí)間變化的,本文設(shè)計(jì)了試驗(yàn)研究鋼筋腐蝕情況與溫度波動(dòng)的關(guān)系,旨在考察鋼筋在經(jīng)歷溫度升高出現(xiàn)腐蝕后回到原溫度是否保持脫鈍狀態(tài)。試驗(yàn)發(fā)現(xiàn),在一定氯離子濃度下,盡管鋼筋在常溫下保持鈍態(tài),但在不管加熱時(shí)間維持在2小時(shí)還是24小時(shí),經(jīng)歷了溫度升高后的鋼筋脫鈍是不可逆的。這說(shuō)明鋼筋腐蝕的臨界氯離子濃度并不是與環(huán)境條件唯一對(duì)應(yīng)的,而是與環(huán)境變化有關(guān)。這對(duì)臨界氯離子濃度值的選取有重要的現(xiàn)實(shí)