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结构混凝土钢筋腐蚀评价方法及防腐技术研究

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第1章 绪论

1.1 研究的背景和意义

1.2 国内外研究现状

1.2.1 钢筋混凝土锈蚀机理研究

1.2.2 混凝土模拟孔隙液对钢筋钝化的影响

1.2.3 钢筋锈蚀电化学检测研究现状

1.2.4 钢筋混凝土结构中钢筋锈蚀的防腐措施

1.3 本文的研究目的及内容

1.3.1 本文的研究目的和内容

第2章 原材料及试验方法

2.1 原材料

2.1.1 钢筋

2.1.2 混凝土原材料S

2.1.3 钢筋阻锈剂

2.1.4 阴极保护材料

2.1.5 其他试剂和药品

2.2 混凝土配合比设计及基本物理性能

2.2.1 钢筋混凝土配合比设计

2.2.2 钢筋混凝土构件成型及养护

2.2.3 混凝土强度试验

2.3 电化学检测方法

2.3.1电位法

2.3.2 线性极化法

2.4 钢筋腐蚀评价指标

2.4.1 钢筋失重率

2.4.2自腐蚀电位

2.4.3 电流腐蚀密度

2.4.4 腐蚀深度

第3章 甘肃地区结构混凝土钢筋腐蚀条件的确定

3.1 国内现有混凝土钢筋腐蚀规范研究

3.2 甘肃省混凝土钢筋腐蚀环境的分析与腐蚀实验条件的确定

3.2.1甘肃地区混凝土钢筋腐蚀环境的分析

3.2.2 腐蚀实验条件的确定

3.3 本章小结

第4章 混凝土钢筋不同腐蚀评价方法的比较研究

4.1 环境模拟液的配制及腐蚀评价方法的实验方案设计

4.1.1 环境模拟液的配制

4.1.2 腐蚀评价方法的实验方案设计

4.2 干湿循环条件下钢筋腐蚀评价方法研究

4.2.1 钢筋在不同腐蚀模拟液中的电化学评价方法研究

4.2.2 钢筋在不同腐蚀模拟液中的失重率的评价

4.2.3 钢筋腐蚀电流密度与腐蚀失重率的相关性研究

4.2.4 腐蚀机理研究

4.3 钢筋在真实混凝土环境中的腐蚀评价方法研究

4.3.1 钢筋在真实混凝土环境中的电化学评价方法研究

4.3.2 钢筋在真实混凝土环境中的失重率的评价

4.3.3 钢筋在真实混凝土环境中腐蚀电流密度和失重率相关性比较

4.4 基于电化学评价方法对钝化钢筋腐蚀的研究

4.4.1 试验方案

4.4.2 氯盐对钝化钢筋腐蚀性能的影响

4.4.3 硫酸盐对钝化钢筋腐蚀性能的影响

4.4.4 复合盐对钝化钢筋腐蚀性能的研究

4.5 本章小结

第5章 基于电化学评价法的防腐技术研究

5.1 基于电化学评价方法的钢筋阻锈剂防腐技术评价

5.1.1 试验方法

5.1.2 无阻锈剂情况下氯离子浓度和温度对钢筋腐蚀的影响

5.1.3 有阻锈剂情况下氯离子浓度和温度对钢筋腐蚀的影响

5.1.4 阻锈剂对钢筋防腐效果的评价

5.2 基于电化学评价的方法的阴极保护防腐技术评价

5.2.1 试验方法设计

5.2.2 基于半电池电位法的阴极保护的评价

5.3 防腐评价方法和防腐技术在工程中的应用

5.3.1 嘉安高速公路的基本情况

5.3.2 施工工艺和过程

5.3.3 施工后效果评价

5.4 本章小结

结论与展望

1.结论

2.展望

参考文献

致谢

附录A攻读学位期间取得的研究成果

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摘要

钢筋混凝土具有钢筋的高张力和混凝土良好的抗压性能,且造价较低,是建筑结构工程设计之中的首选形式,而在公路工程中,由于除冰盐及外部环境的综合作用,使得钢筋腐蚀问题日益严重,影响结构物服役寿命,钢筋混凝土腐蚀评价方法和防腐技术成为研究热点。目前,结构混凝土腐蚀评价方法还存在测量周期长、操作复杂、腐蚀环境单一等问题,基于此依托甘肃省交通运输厅重点科技项目《高速公路混凝土桥的防腐技术性能指标及施工工艺的研究》,本研究首先通过统计方法研究了甘肃河西地区土质中硫酸根离子,氯离子的浓度典型分布区间,划分了河西盐渍土环境腐蚀等级,确定了腐蚀实验条件。通过电化学评价方法和传统失重法的对比研究,分析了电化学评价法的可靠性,并基于电化学评估方法研究了腐蚀性离子浓度对钝化钢筋的影响,并且研究了钢筋阻锈剂和阴极保护系统的防腐效果,主要研究如下: (1)基于河西地区盐渍土中氯离子、硫酸根离子浓度的正态分布分析,氯离子典型分布区间为[1233-2276mg/L],硫酸根离子浓度典型分布区间为[1925-4078mg/L],参照国内现有标准,划分该地区环境腐蚀等级为D级严重腐蚀。 (2)通过干湿循环、电迁移加速实验加速腐蚀钢筋,通过对腐蚀后钢筋的腐蚀电流密度和失重率进行线性拟合后,钢筋在氯盐、硫酸盐、复合盐干湿循环加速后的相关性分别为0.8059、0.9433、0.8912,且随着腐蚀电流密度的减小,相关性越好;而钢筋在真实混凝土中电迁移加速实验表明,电流腐蚀密度和失重率的变化规律一致,所以电流腐蚀密度可以用来快速评价钢筋的腐蚀。 (3)基于电化学评价方法,研究了钝化钢筋在不同氯离子浓度的混凝土模拟液孔隙液中,钢筋腐蚀的阈值为0.07mol/L;即使没有氯离子存在的情况下,硫酸根离子也能使混凝土模拟液中的钢筋开始腐蚀,且通过电流腐蚀密度可以得出,硫酸根离子浓度使钢筋腐蚀的阈值要低于氯离子的浓度。在复合盐离子中,硫酸盐对氯盐的腐蚀具有一定的抑制作用。 (4)基于电化学评价方法,研究了钢筋阻锈剂和阴极保护防腐措施的效果,研究表明:添加钢筋阻锈剂能够明显提升钢筋的耐腐蚀性,降低钢筋的腐蚀电流密度并且降低电流效率值为70%左右;在电迁移加速实验中,阴极保护的防腐作用明显。

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