不同表面状态钢筋在含氯混凝土中腐蚀行为研究

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钢筋腐蚀是钢筋混凝土结构耐久性能下降的最主要因素,钢筋腐蚀引起混凝土结构的破坏会导致重大的安全事故并造成巨大的经济损失,因而受到世界各国的普遍重视。钢筋腐蚀的主要因素是氯离子的作用,氯离子侵入混凝土后会破坏钢筋表面钝化膜而使钢筋腐蚀。钢筋在轧制及后期储存运输过程中和大气环境直接接触,使钢筋表面产生不同状态的氧化皮,初始表面状态直接影响钢筋在混凝土中腐蚀的发生和发展过程,从而影响钢筋混凝土结构的寿命。本文研究了裸表面钢筋和带有不同表面状态氧化皮的钢筋在含氯混凝土中的腐蚀行为,揭示钢筋表面状态对钢筋腐蚀过程的影响规律。
　　首先,采用半电池电位法、电化学阻抗谱及弱极化曲线技术分别测量了内置Q235钢筋的混凝土试件在不同浓度NaCl水溶液中的腐蚀行为,并对腐蚀形貌进行了观察。结果表明,混凝土中钢筋的腐蚀与氯离子的浓度有关,随着氯离子浓度的增加(Cl-:1％→3.5%→7%)钢筋腐蚀程度加重;电化学测量结果也与实际腐蚀状态相符合。
　　其次,以Q235钢为研究对象,750℃空气中恒温氧化20分钟后,通过空冷和水冷两种冷却方式在钢表面制备不同状态的氧化皮,利用SEM分析氧化皮形貌,并采用实验室加速腐蚀实验和电化学测量对比研究了裸表面钢和带有不同氧化皮的钢的腐蚀行为。结果表明,在3.5%NaCl溶液中,裸表面钢试样发生全面腐蚀,而带氧化皮的钢试样在氧化皮脱落处发生局部腐蚀;空冷氧化皮表面完整致密,对基体保护性较好;水冷氧化皮缺陷较多,保护性较差。
　　最后,研究了表面带有不同状态氧化皮的钢筋和裸表面的钢筋在含氯混凝土中的腐蚀过程,判断钢筋脱钝时间,测定了引起钢筋腐蚀的临界氯离子浓度。结果表明,带氧化皮的钢筋与裸表面钢一样,在混凝土中其表面都能形成钝化膜,裸表面钢筋脱钝需要的时间为30天,而水冷及空冷氧化皮钢筋脱钝需要的时间分别为60天和70天;裸表面钢筋、水冷及空冷氧化皮钢筋在混凝土中开始腐蚀的临界氯离子浓度值分别为0.305%、0.488%、0.527%,说明在含氯混凝土中氧化皮起到了保护钢筋的作用,而且空冷形成的氧化皮比水冷形成氧化皮的保护效果更佳。

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作者
谷荣坤;
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作者单位

内蒙古科技大学;

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授予单位内蒙古科技大学;
学科材料学
授予学位硕士
导师姓名宋义全;
年度 2013
页码
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原文格式 PDF
正文语种中文
中图分类 TU511.32:TU503;
关键词
钢筋表面状态; 含氯混凝土; 腐蚀行为; 结构破坏;

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