混凝土横向裂缝对钢筋腐蚀速度影响的试验研究

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钢筋锈蚀对混凝土抗压强度影响的试验研究

钢筋锈蚀对混凝土抗压强度影响的试验研究

钢筋锈蚀对混凝土抗压强度影响的试验研究3张喜德 韦树英 彭修宁(广西大学土木建筑工程学院 南宁 530004) 摘 要:介绍进行钢筋锈蚀量对混凝土抗压强度影响的试验研究。

试验表明,钢筋锈蚀在锈胀开裂前对混凝土的抗压强度有显著的影响,在锈胀开裂后混凝土的抗压强度有所回升。

关键词:混凝土 锈蚀量 强度EXPERIMENTA L RESEARCH ON EFFECT OF STEE L BAR CORR OSION ON COMPRESSIVE STRENGTH OF CONCRETEZhang X ide W ei Shuying Peng X iuning(C ollege of Civil and Architectural Engineering ,G uangxi University Nanning 530004)Abstract :This paper introduces a experiment research on the effect of steel bar corrosion on concrete com pressive strength.The experimentshows that the corrosion of steel bar gives a notable effect on the com pressive strength of concrete before it is cracked by the expansion of corrosion ,and the strength rises again a little bit after the cracks.K eyw ords :concrete am ount of corrosion strength3广西科学基金资助项目(桂科基0156021)。

第一作者:张喜德 男 1963年10月出生 博士 高级工程师收稿日期:2002-11-10 混凝土中钢筋锈蚀后,将导致钢筋混凝土构件产生三种损伤,一是钢筋的锈蚀使其本身受力性能降低;二是锈蚀后混凝土与钢筋间的粘结力降低;三是锈胀应力使混凝土截面性能损伤,包括两方面,一方面锈胀应力使混凝土开裂或剥落,从而混凝土截面减损,构件承载力降低,另一方面,在钢筋锈蚀发生于混凝土受压区时,混凝土截面承受的轴向压应力与钢筋锈胀应力的组合,使混凝土处于双向异号应力状态。

建筑类毕业论文设计混凝土结构钢筋腐蚀的影响因素及防护论文

建筑类毕业论文设计混凝土结构钢筋腐蚀的影响因素及防护论文

混凝土结构钢筋腐蚀的影响因素及防护摘要:钢筋混凝土结构从出现到21世纪,经历了比较久的发展时期,并且依旧占据着建筑结构中最重要的一部分。

然而,近年来的工程实际情况表明,在役钢筋混凝土结构因为耐久性问题而引起破坏的现象越来越严重,因此,有必要对钢筋锈蚀对混凝土结构耐久性的影响做研究。

尤其是混凝土中影响钢筋锈蚀的因素和针对这些因素所采取的措施。

关键词:混凝土结构;耐久性;钢筋锈蚀;预防措施Factors Influencing The Corrosion ofSteel In Concrete And Its ProtectionAbstract:From being create to twenty-first century,Reinforced concrete structure experienced a period of development for a long time, and still plays the most important part of the building structure. However, the actual situation of the project shows that in recent years, the damage caused by durability problems in existing reinforced concrete structure is more and more serious, which is leaded by the orrosion of steel bar give a large part. Therefore, it is necessary to do research on the influence of reinforcement corrosion on the durability of concrete structures. Especially the influence factors of steel corrosion in concrete and the measures taken in response to these factors.Keywords:reinforced concrete structure;durability;corrosion;prevention measures0 引言最开始人们认为,钢筋混凝土结构很好地结合了钢筋与混凝土材料的优点,可模性好、可塑性强、整体性好、耐久性好、后期维护费用较低以及易于就地取材等诸多优点使得当今世界上的建筑大多选择采用钢筋混凝土结构。

不同因素下钢筋混凝土裂缝宽度与锈蚀率的关系_图文.

不同因素下钢筋混凝土裂缝宽度与锈蚀率的关系_图文.

2015年第6期(总2∞期安徽建筑口口 DOI:10.16330/ki.1007—7359.2015.04.083不同因素下钢筋混凝土裂缝宽度与锈蚀率的关系 Relationship between Crack Width and Corrosion Ratio of Steel Concrete under Different Factors鹿鸣,张同双(山东科技大学,山东青岛266590摘要:锈胀开裂是钢筋混凝土桥梁在腐蚀环境下最常见的灾害。

试验设计了12个钢筋混凝土构件,放入盐水中进行通电加速锈蚀。

并测得锈胀裂缝宽度。

文章研究了在保护层厚度不变的情况下,不同水友比和钢筋直径对锈胀裂缝宽度与锈蚀率之问关系的影响,对钢筋混凝土结构耐久性设计提供一定的参考。

关键词:水灰比;钢筋直径;锈胀裂缝宽度;钢筋锈蚀率中图分类号,TU392.2文献标识码:A文章编号:1007—7359(201506—0192—030引言钢筋混凝土锈蚀损伤耐久性问题已成为国内外广为关注的研究热点llI,已有的评估标准认为混凝土保护层一旦开裂耐久寿命便终结。

但是大量的研究表明,混凝土保护层锈胀开裂时钢筋的锈蚀率很小,钢筋与混凝土问的粘结性能无明显退咎化。

这时的损伤累积还不足以对结构的承载力构成威胁[231。

对气。

混凝土保护层锈胀开裂及开裂后的裂缝宽度扩展进行研究,在爱不破坏结构安全的情况下,通过外观检查测量,根据锈胀裂缝薹宽度与相关因素之间的关系,合理准确地进行结构耐久寿命评测估,确定维修加固措施以及基于耐久性的结构再设计,无疑具差有现实意义。

梗未安徽建筑192 1试验设计经过电化学加速腐蚀钢筋混凝土试件中的钢筋之后,使试件表面出现不同宽度的裂缝(0.2mm、0.4mm、O.7mm以及1.0mm,根据混凝土水灰比、钢筋直径等因素对锈蚀开裂的影响,说明不同水灰比和钢筋直径对锈胀裂缝宽度与锈蚀率之间关系的影响,并通过实测钢筋锈蚀率的试验结果加以完善和改进。

混凝土中钢筋锈蚀对强度影响的研究

混凝土中钢筋锈蚀对强度影响的研究

混凝土中钢筋锈蚀对强度影响的研究一、研究背景钢筋锈蚀是混凝土结构中常见的问题,它会导致钢筋断裂、混凝土表面爆裂、裂缝增多等问题,进而削弱混凝土结构的承载力和耐久性。

因此,研究钢筋锈蚀对混凝土强度的影响,可以为混凝土结构的设计和维护提供科学依据。

二、钢筋锈蚀的成因及影响因素1. 成因钢筋锈蚀的成因主要是由于钢筋表面受到氧气、水份、二氧化碳等物质的影响,形成铁锈。

铁锈的体积比原来的钢筋大,会导致钢筋周围的混凝土受到挤压,造成混凝土开裂,从而导致混凝土结构的强度下降。

2. 影响因素钢筋锈蚀的影响因素主要有以下几个方面:(1)混凝土表面的pH值和含盐量。

(2)钢筋的表面处理方式和保护层的厚度。

(3)混凝土中氯离子、硫酸盐等离子的含量。

(4)混凝土的抗压强度和抗拉强度。

三、钢筋锈蚀对混凝土强度的影响机理1. 钢筋断裂钢筋锈蚀会导致钢筋的截面积减小,从而降低了钢筋的抗拉强度。

当钢筋的抗拉强度降至混凝土的抗拉强度以下时,钢筋就会发生断裂,从而导致混凝土结构的强度下降。

2. 混凝土开裂钢筋锈蚀会导致钢筋周围的混凝土受到挤压,从而造成混凝土开裂。

混凝土开裂会导致混凝土的抗压强度和抗拉强度下降,从而降低混凝土结构的承载力。

3. 钢筋与混凝土之间的黏结力下降钢筋与混凝土之间的黏结力会受到钢筋锈蚀的影响而下降。

黏结力的下降会导致钢筋与混凝土之间的力传递受到影响,从而使混凝土结构的强度下降。

四、混凝土中钢筋锈蚀对强度影响的实验研究1. 实验设计为了研究钢筋锈蚀对混凝土强度的影响,可以进行以下实验:(1)制备不同浓度的氯离子、硫酸盐溶液,并将钢筋浸泡在其中,使其发生锈蚀。

(2)制备不同强度的混凝土试件,并将锈蚀的钢筋埋入其中。

(3)在不同时间点对混凝土试件进行力学性能测试,如抗压强度、抗拉强度等。

2. 实验结果分析通过实验可以得到以下结果:(1)随着锈蚀时间的延长,混凝土试件的强度逐渐下降。

(2)锈蚀浓度越高,混凝土试件的强度下降越明显。

浅析裂缝对钢筋混凝土桥梁的影响

浅析裂缝对钢筋混凝土桥梁的影响

浅析裂缝对钢筋混凝土桥梁的影响前言我国越来越多的桥梁材料采用钢筋混凝土,虽然其具有使用寿命长、维修费用低等特点,但是随着时间的流逝,钢筋混凝土桥梁结构会受到外界一系列的侵蚀和破坏,造成钢筋混凝土结构的使用寿命和安全性的降低。

因此,研究影响钢筋混凝土结构的使用寿命和耐久性的因素是国内外学者研究的热点。

本文重点研究和钢筋混凝土桥梁结构耐久性的重要影响因素:裂缝,分析裂缝对钢筋混凝土桥梁耐久性的影响,并给出相应的建议措施,延长钢筋混凝土桥梁的寿命。

1 钢筋混凝土桥梁结构的裂缝类型一般来说,钢筋混凝土桥梁的裂缝大致分为温度裂缝、收缩裂缝、混凝土沉缩裂缝以及荷载裂缝这四种,本章将对这四种进行详细的探讨。

1.1温度裂缝所谓的温度裂缝指的就是由于大气中温度的变化,致使钢筋混凝土结构受到温度應力的作用而引起混凝土结构的开裂。

一般来说,温度裂缝主要出现在配筋较为薄弱的地方,其裂缝的大小与外界的温度变化程度有关,昼夜温差大小以及快速的温度变化与钢筋混凝土桥梁的裂缝宽度有着直接的关系,钢筋混凝土桥梁上所显现的粗裂缝就是常见的温度裂缝。

1.2收缩裂缝收缩裂缝是由于混凝土凝结硬化而产生的裂缝,按照其形成原因可分为化学因素裂缝、气候干燥裂缝以及碳化收缩裂缝等。

具体来说就是凝结硬化的混凝土出现了收缩,在收缩的过程中出现了混凝土的不均匀收缩,从而使得混凝土产生裂缝。

通常来讲,收缩裂缝的发展方向是由外而内的,大部分为表面裂缝,宽度较小,对钢筋混凝土的内部造成一定的损害。

出现这种裂缝主要因为施工时水泥、骨料品种或水灰比不合理,养护方式不当、外界不利环境等原因。

1.3混凝土沉缩裂缝混凝土沉缩裂缝一般会出现在混凝土流动性较差的地方和振捣效果不好的地方,而且这种裂缝通常都会在混凝土形成之前产生,产生这种裂缝较多的位置是在桥梁铺设钢筋部位的附近。

1.4荷载裂缝荷载裂缝是指由于某种荷载的作用钢筋混凝土桥梁形成的一种裂缝,荷载的状态一般分为静荷载和动荷载,除此之外,次应力对钢筋混凝土桥梁也会起有一定的作用的。

锈蚀钢筋混凝土梁的裂缝研究

锈蚀钢筋混凝土梁的裂缝研究

1 1 1 自由膨胀 阶段 . . 当钢 筋表 面 的钝化 膜 遭 到破 坏后 , 阳极 金 属 铁
层沿着锈蚀钢筋形成裂缝。这些裂缝称为侵蚀性介 质 到达钢 筋表 面 的通 道 , 因而 加 速 钢 筋 的锈 蚀 。若
不采取措施 , 则钢筋 的锈蚀会进一步发展直至保护
层 剥落 。 裂缝扩 展 阶段取 决于应 力强 度 因子 和临界 应力
计规 范 》 JG D 2—20 ) 别 对普 通钢 筋 混 凝 土 (T 6 04 分
裂纹 。裂纹 产 生阶段 取决于 钢筋锈 蚀量 和 临界钢 筋 锈蚀 量 。显 然 , 临界 锈 蚀量 主要 与 混 凝 土质 量 和 保 护层厚 度有 关 。高强度 混凝 土且保 护层 厚度 大 的临 界锈蚀 量相 对较 大 , 而低 强 度 混凝 土且 保 护 层 厚 度
较 小 的临界 锈蚀量 相对 较小 。 1 14 裂缝 扩展 阶段 ..
的裂缝控制进行 了较大的修改和完善。
l 钢筋混凝 土梁锈胀裂缝分析
1 1 钢筋 混凝 土锈胀 开裂 过程 .
当应力 强 度 因子 大 于 临界 应力 强 度 因子 时 , 混
凝土初始裂纹尖端扩展 , 裂缝逐渐发展 , 混凝土保护
被氧化形成铁离子 , O 一 与 H 反应生成氢氧化铁 。由 于钢 筋 与混凝 土接 触 的界 面 上存 在 微 细 空 隙 , 筋 钢
l8 1
甘 肃


第 2 卷 6
强 度 因子 。临界应 力强 度 因子 主要与 混凝土 保护层 的抗拉强度 和厚 度有 关 , 护层 抗 拉 强度 和 厚 度越 保
第2 6卷 第 1 2期 21 00年 6月
甘肃 科 技
Ga s c e c n e h o n u S in e a d T e n l

基于分形理论的混凝土裂缝对钢筋腐蚀影响的研究

基于分形理论的混凝土裂缝对钢筋腐蚀影响的研究
( eF u t p rme to n d oCo sr cinGru .Lt ,Qig a 6 0 1 Chn ) Th o rh De a t n fQig a n tu t o pC o o d n d o 2 6 7 , ia
Байду номын сангаас
Ab t a t s r c :Th e eo me to h r c s o o c e e s r a e i f e c s t e e o i n o h e e d v l p n f e c a k n c n r t u f c n l n e h r so ft e r — t u
if r ig se lb r Th r sn e e rh p ro mseo in e p rm e to h en o cd c n n o cn t e a . ep e e tr s a c e f r r so x e i n ft eri fr e o — c eewi o c r c s h o d ca k d v li g r l n t ec n r t u fc n h o r— r t t fr eca k ,t ela r c e opn ue o h o c ee s ra e a d t ec r e h
Ke r s en o c d c n r t ;ca k;fa t 1 h o y r ca i n in ywo d :r if r e o c ee r c r ca e r ;fa t 1 me so t d

引 言
B n iB e ot .Ma d lrt 立 的分 形理论 为描 述 自然 界 中存 在 的复 杂 现象 提 供 了一种 有 力 工具 , ne o创 b 已在

钢筋混凝土结构裂缝与钢筋锈蚀的影响

钢筋混凝土结构裂缝与钢筋锈蚀的影响

建材发展导向2019年第7期钢筋混凝土结构裂缝与钢筋锈蚀的影响雷皓高刚(中铁建电气化局集团西安电气化制品有限公司,陕西西安710000)摘要:钢筋混凝土结构裂缝是当前建筑工程中难以克服的常见质量缺陷之一。

有些裂缝会破坏结构的完整性,降低构件的刚度,影响结构的承载能力。

其中一些对承载力影响不大,但会引起钢的腐蚀,降低耐久性或泄漏,这将影响结构的使用。

裂缝不仅会影响结构的抗渗性,还会引起钢筋的水蚀,从而影响钢筋的耐久性。

关键词:钢筋混凝土;裂缝;腐蚀在众多因素影响混凝土结构的耐久性,混凝土结构的开裂引起的钢腐蚀是钢筋混凝土结构耐久性失效的重要原因。

混凝土结构施工期间,在环境中有害介质侵入混凝土内部,破坏钢筋表面的钝化膜,造成钢筋的腐蚀和膨胀。

腐蚀产物的体积是原体积的2~4倍。

的体积膨胀混凝土结构受到周围的混凝土和钢筋和混凝土之间的界面产生压力,也就是说,钢筋的膨胀力。

钢铁腐蚀的加剧,钢铁腐蚀传播力的增加将导致混凝土保护层的拉伸裂纹。

钢筋的腐蚀裂纹首先出现在钢筋混凝土的内部接口,逐步扩大从内到外。

当的锈胀裂缝渗入到混凝土保护层,在环境中有害介质直接接触的混凝土和钢筋的锈胀裂缝。

钢筋的腐蚀速率大大加快,这进一步加剧混凝土腐蚀裂纹的扩张,甚至会导致混凝土保护层剥落。

1钢筋混凝土结构裂缝的成因钢筋混凝土结构裂缝的成因是复杂的,可以归纳如下:1)荷载引起的裂缝。

在静态和动态负载下,钢筋混凝土结构会产生直接和间接的压力。

当直接压力和间接应力大于混凝土的强度,裂纹会发生。

荷载裂缝的特点,根据负载变化。

这些裂缝通常出现在拉伸、压缩、剪切带或严重的振动。

拉伸裂纹通常和引起的力的方向垂直,大致相等的间距;压缩引起的裂纹通常平行的方向和力量,长度较短,密度较大。

荷载引起的裂缝通常是由计算、施工质量和超载引起的。

2)温度和湿度引起的裂缝变化、混凝土干缩和结构位移(如地基不均匀沉降)。

结构变化时,内部结构产生压力。

当应力超过混凝土的抗拉强度时,裂缝就会发生。

混凝土横向裂缝对钢筋腐蚀速度影响的试验研究

混凝土横向裂缝对钢筋腐蚀速度影响的试验研究

第31卷 第4期2005年8月四川建筑科学研究Sichuan Building Science 收稿日期:2004206207作者简介:蒋德稳(1972-),男,江苏盐城人,硕士,讲师,主要从事钢筋混凝土耐久性研究。

基金项目:国家自然科学基金资助项目(50078054)混凝土横向裂缝对钢筋腐蚀速度影响的试验研究蒋德稳1,李 果2,袁迎曙2(1.淮海工学院土木系,江苏连云港 222005;2.中国矿业大学建筑工程学院,江苏徐州 221008)摘 要:分析了混凝土横向裂缝处钢筋的腐蚀机理,通过背对背的小梁试件对其进行了试验研究,得出了裂缝宽度、混凝土保护层厚度、混凝土水灰比对混凝土横向裂缝处钢筋腐蚀速度的影响规律。

关键词:混凝土;横向裂缝;钢筋;腐蚀速度中图分类号:TU312.3 文献标识码:A 文章编号:1008-1933(2005)04-0055-041 前 言由于混凝土是抗压性能良好而抗拉性能很差的材料,其极限拉伸变形很小,故即使在混凝土结构的正常使用状态下,也非常容易在混凝土结构的受拉区出现横向裂缝。

而当混凝土的横向裂缝出现以后,腐蚀性介质比如湿气,CO 2,O 2,Cl 2等将比较容易地沿着混凝土横向裂缝直接到达混凝土内钢筋的表面,从而引起混凝土内钢筋的腐蚀。

但是,关于混凝土的横向裂缝对混凝土内钢筋的腐蚀速度究竟有多大的影响、控制混凝土横向裂缝的宽度有多大的意义等,一直存在着争议。

一种观点认为:裂缝的产生增加了腐蚀性介质的渗入,加快了混凝土内钢筋腐蚀的发展,这种危害在环境较为恶劣的条件(如海水、化学腐蚀性气体等)下尤为严重[1]。

另一种观点认为:裂缝对混凝土内钢筋的腐蚀并不产生重要影响,因为,开裂仅会加速腐蚀的产生,钢筋腐蚀速度将取决于阴、阳极间的电阻及阴极处的供氧程度,而氧气的供给是通过未开裂处混凝土的保护层扩散进来的,混凝土本身的密实程度是控制钢筋腐蚀速度的关键。

因此,裂缝并不控制钢筋腐蚀的速度,它的作用仅是启始腐蚀进程并使该处的钢筋活化,一些试验及工程证实了这一观点[2,3]。

钢筋混凝土锈胀开裂及对腐蚀反作用影响研究

钢筋混凝土锈胀开裂及对腐蚀反作用影响研究

ZHANG Xiog n , NG F n , JDa wa g’Li X io sn a -a gIXI e g’L - n , N a ・o g
(.olg o Cvl n ier g S ez e nvri ,h nh n nc a Ke aoaoyfr rblyo Cvl n ier gSrcue 1 l e f iiE gn e n ,hnh nU iesy S ez e Mu ii l yL b rtr o Dua it f iiE gn ei t tr , C e i t p i n u S ez e 10 0 C ia 2 T eG v rme t f hn hn Nasa s itS e ze 10 0 C ia hn hn5 8 6 , hn ; . h o en n S ez e , nhnDir ,h nhn5 8 6 , hn ) o tc
rn n f i i e y t o me to Ch n sf w e . a Asar s t er s a c i to nf t r sg i e : e ul t e e hd r i ni u u ei an d h r c e
Sum m ar on oroson—i y c r i ndu e c a k ngo enf ce onc e ean isr ve s fe ton c d r c i fr i or dc r t d e r ee c t co r i u roson nder ggr s i nv r a e svee ionm en s t
A src: B s e n! io petu rs rh e r cs n r so d gc t o s f o a , h a n E , e o d d u m r b t t ae O t a s l i lee c f e e ad o e n i e n N r y C i d C t u e m a a d n h a y s f n f a re n c r p n r r o ii w na E h r n s y

混凝土中钢筋锈蚀对力学性能影响的试验研究

混凝土中钢筋锈蚀对力学性能影响的试验研究

混凝土中钢筋锈蚀对力学性能影响的试验研究一、研究目的本研究旨在通过试验研究,探究混凝土中钢筋锈蚀对力学性能的影响,为建筑工程的设计和施工提供科学依据。

二、研究背景混凝土结构是目前建筑工程中最常见的结构形式之一,而钢筋则是混凝土结构中常用的加固材料。

然而,在长期使用过程中,钢筋可能会发生锈蚀现象,导致钢筋的断裂和混凝土的破坏,严重影响结构的安全性和使用寿命。

因此,混凝土中钢筋锈蚀对力学性能的影响成为了建筑工程研究的一个热点问题。

三、试验原理本试验采用的原理是钢筋锈蚀会使得钢筋的截面积减小,从而降低钢筋的抗拉强度和抗弯强度,进而影响混凝土的力学性能。

因此,通过比较未锈蚀和锈蚀后混凝土试件的力学性能指标,可以探究钢筋锈蚀对混凝土力学性能的影响。

四、试验设计本试验选用了不同程度的锈蚀钢筋以及不同龄期的混凝土试件,在试验过程中分别测试了混凝土的抗压强度、抗拉强度、抗弯强度等力学性能指标,以比较钢筋锈蚀对混凝土力学性能的影响。

1.试验材料(1)混凝土:选用标号为C30的混凝土,按照标准配合比进行配制。

(2)钢筋:选用直径为10mm的钢筋,分别采用未锈蚀、轻度锈蚀、中度锈蚀和重度锈蚀的钢筋。

2.试验方案(1)试件制备:制备出不同龄期的混凝土试件,按照不同程度的锈蚀钢筋配筋制备出相应试件。

(2)试验过程:对试件进行抗压强度、抗拉强度、抗弯强度等力学性能指标的测试。

3.试验参数(1)混凝土龄期:选取7天、14天、28天、60天四个龄期。

(2)钢筋锈蚀程度:分别选用未锈蚀、轻度锈蚀、中度锈蚀和重度锈蚀的钢筋。

五、试验结果1.抗压强度试验结果表明,随着钢筋锈蚀程度的加深,混凝土的抗压强度逐渐降低。

同时,不同龄期的混凝土试件对钢筋锈蚀的敏感程度不同,60天龄期的混凝土试件对钢筋锈蚀的影响最为明显。

2.抗拉强度试验结果表明,随着钢筋锈蚀程度的加深,混凝土的抗拉强度逐渐降低。

同时,不同龄期的混凝土试件对钢筋锈蚀的敏感程度不同,28天龄期的混凝土试件对钢筋锈蚀的影响最为明显。

钢筋锈蚀引起的混凝土裂缝

钢筋锈蚀引起的混凝土裂缝

钢筋锈蚀引起的混凝土裂缝
由于混凝土质量较差或保护层厚度不足,混凝土保护层受二氧化碳侵蚀炭化至钢筋表面,使钢筋周围混凝土碱度降低,或由于氯化物介入,钢筋周围氯离子含量较高,均可引起钢筋表面氧化膜破坏,钢筋中铁离子与侵入到混凝土中的氧气和水分发生锈蚀反应,其锈蚀物氢氧化铁体积比原来增长约2~4倍,从而对周围混凝土产生膨胀应力,导致保护层混凝土开裂、剥离,沿钢筋纵向产生裂缝,并有锈迹渗到混凝土表面。

由于锈蚀,使得钢筋有效断面面积减小,钢筋与混凝土握裹力削弱,结构承载力下降,并将诱发其它形式的裂缝,加剧钢筋锈蚀,导致结构破坏。

要防止钢筋锈蚀,设计时应根据规范要求控制裂缝宽度、采用足够的保护层厚度(当然保护层亦不能太厚,否则构件有效高度减小,受力时将加大裂缝宽度);施工时应控制混凝土的水灰比,加强振捣,保证混凝土的密实性,防止氧气侵入,同时严格控制含氯盐的外加剂用量,沿海地区或其它存在腐蚀性强的空气、地下水地区尤其应慎重。

混凝土裂缝对钢筋锈蚀的影响_常立新

混凝土裂缝对钢筋锈蚀的影响_常立新

混凝土裂缝对钢筋锈蚀的影响常立新丁煜祥(武汉市城市路桥收费管理中心 武汉 430020)(淮南城乡建设开发公司 淮南 232007)程泽和徐 斌(中南电力设计院 武汉 430071)(武汉桥建集团有限公司 武汉 430015)摘 要:钢筋混凝土经过若干年使用后,会产生不同程度的混凝土碳化或裂缝,甚至某些新的结构因养护不当也会发生龟裂,从而造成结构内部钢筋锈蚀,影响建筑物的耐久性。

简要介绍了预防和处理碳化、龟裂及裂缝的措施。

关键词:混凝土碳化 混凝土裂缝 钢筋锈蚀 处理措施THE EFFECT ON STEEL BAR C ORR OSION PR ODUC ED BY C ONCRETE CRACKSChang Lixin(Charge M anagement Centre of Wuhan Ro ad and Bridge Wuhan 430020)Ding Yux iang(Huainan Urban&Rural Construction and Development Company Huainan 232007)Cheng Zehe Xu Bin(Zhongnan Electrical Design Institute Wuhan 430071)(Wuhan Bridge Construction Group Co.,Ltd Wuhan 430015)Abstract:Co ncrete carboniza tio n and cracks with different deg rees will occur after the reinfo rced concrete structure has been used for several years.What's worse,just because of bad curing,allig ato r cracks will also occur on so me new structures,which would co rrode steel reinfo rmcement within a structure and also affect the durability of reinfo rced concrete structure.it is brifly introduced some kinds of measures to prevent and dispose the concrete carbonization,alligator cracks and cracks.Keywords:concrete carbonization co ncrete cracks steel bar corrosion dispo sing measures1 概 述钢筋混凝土结构在使用若干年后,将有很多构件因环境因素而出现混凝土碳化、表面龟裂、甚至会出现大小不一的纵横裂纹。

钢筋混凝土结构裂缝与钢筋锈蚀的影响

钢筋混凝土结构裂缝与钢筋锈蚀的影响

钢筋混凝土结构裂缝与钢筋锈蚀的影响摘要:因为一些裂缝会对结构的完整性带来不利影响,削弱构件的刚度,会影响到结构的承载性能。

但是话又说回来,某些对承载性能影响小,但会引起钢的腐蚀,继而影响结构的使用。

鉴于此,本文结合工程实例,从钢筋混凝土结构裂缝的成因、对裂纹形状对钢筋锈蚀的影响、防止钢筋锈蚀提高混凝土结构耐久性的技术措施这几个方面进行探讨,旨在全面提高混凝土的整体性能。

关键词:钢筋混凝土结构;裂缝;钢筋锈蚀引言结合相关资料可以发现,裂缝不但会对结构的抗渗性带来严重的影响,而且还会增加钢筋锈蚀情况出现的概率,继而对钢筋的耐久性带来不利影响。

鉴于此,本文针对钢筋混凝土结构裂缝以及钢筋锈蚀的影响进行探讨,笔者结合自身经验提出合理化建议,供相关人士参考与借鉴。

1项目概况马来西亚斗湖医院扩建项目总建筑面积为33000平方米,总占地面积为7680平方米,主要包含以下几个建筑:第一,一栋建筑高度35.6米结合门诊、病房、医技为一体的九层综合楼;第二,一栋单层独立设备楼。

该项目主要以混凝土框架结构为主,由马来西亚政府提供资金上的帮助,由上海建工集团股份有限公司承建,规定在30个月内完成。

2钢筋混凝土结构裂缝的成因第一,荷载引起的裂缝。

基于静态以及动态负载状况之下,钢筋混凝土结构会慢慢衍生出以下两种压力:一种是直接压力;另一种是间接压力。

如果这两种压力均不小于混凝土的强度,那么就会增加裂缝情况出现的概率。

荷载裂缝的特征,结合负载变化。

针对这些裂缝来说,其往往发生在拉伸、剪切带或者是严重的振动。

就拉伸裂缝而言,其一般与引起的力的方向垂直,大致相等的间距;针对压缩导致的裂纹而言,其一般平行的方向与力量,长度短,密度较大。

而就荷载产生的裂缝来说,其一般与以下几点密不可分:一是计算;二是施工质量;三是超载。

第二,材料选择不合理造成裂纹。

从客观的角度出发来讲,水泥的稳定性无法满足既定要求,砂砾石中杂质含量不合格,含有杂质的水以及添加剂使用不合理等均会增加裂缝情况出现的概率。

混凝土结构中钢筋锈蚀对其力学性能的影响研究

混凝土结构中钢筋锈蚀对其力学性能的影响研究

混凝土结构中钢筋锈蚀对其力学性能的影响研究一、研究背景混凝土结构是现代建筑中常用的结构形式,其由水泥、骨料、水等原材料混合而成,具有高强度、耐久性和稳定性等优点。

然而,在混凝土结构中,钢筋锈蚀是一种常见的现象,它会对混凝土结构的力学性能产生很大的影响,从而影响建筑物的使用寿命和安全性。

二、钢筋锈蚀的原因及其影响1. 钢筋锈蚀的原因钢筋锈蚀的原因有很多,主要是由于混凝土结构中的水、氧气和二氧化碳等物质的侵入以及钢筋表面被化学物质或盐蚀等引起的。

钢筋锈蚀会导致钢筋表面的氧化物或腐蚀物增多,从而加速钢筋的腐蚀速度和程度。

2. 钢筋锈蚀的影响(1)钢筋截面积减小:钢筋表面的锈蚀物会随着时间的推移逐渐增多,导致钢筋截面积减小,从而降低了混凝土结构的抗拉强度。

(2)钢筋强度降低:钢筋在锈蚀的过程中,由于表面的腐蚀物会破坏钢筋的表面结构,从而降低了钢筋的抗拉强度和抗压强度。

(3)混凝土结构的稳定性受到影响:钢筋锈蚀会导致混凝土结构的稳定性受到很大的影响,从而导致建筑物的使用寿命和安全性受到威胁。

三、钢筋锈蚀对混凝土结构力学性能的影响研究1. 钢筋锈蚀对混凝土结构的强度影响(1)抗拉强度:钢筋锈蚀会使混凝土结构的抗拉强度降低,这是由于钢筋的截面积减小以及钢筋的强度降低所引起的。

(2)抗压强度:钢筋锈蚀会降低混凝土结构的抗压强度,这是由于钢筋的强度降低所引起的。

(3)弯曲强度:钢筋锈蚀会降低混凝土结构的弯曲强度,这是由于钢筋强度降低和钢筋截面积减小所引起的。

2. 钢筋锈蚀对混凝土结构的刚度影响钢筋锈蚀会降低混凝土结构的刚度,这是由于钢筋的强度降低和钢筋截面积减小所引起的。

在混凝土结构受到外力作用时,其变形量会增加,从而导致混凝土结构的刚度降低。

3. 钢筋锈蚀对混凝土结构的疲劳性能影响钢筋锈蚀会降低混凝土结构的疲劳性能,这是由于钢筋的强度降低和钢筋截面积减小所引起的。

在混凝土结构受到反复的荷载作用时,其疲劳寿命会降低,从而导致混凝土结构的使用寿命降低。

开裂状态下锈蚀钢筋混凝土梁抗弯刚度的研究

开裂状态下锈蚀钢筋混凝土梁抗弯刚度的研究

开裂状态下锈蚀钢筋混凝土梁抗弯刚度的研究摘要:通过电化学腐蚀的方法进行了开裂状态下锈蚀钢筋混凝土梁抗弯刚度的试验研究。

根据试验数据,拟合出了裂缝宽度对钢筋混凝土梁抗弯刚度影响系数的计算公式。

还给出了锈蚀钢筋混凝土梁短期刚度的表达式。

其结果有益于完善和发展锈蚀钢筋混凝土梁的计算方法。

关键词:钢筋混凝土梁,裂缝,锈蚀,刚度,刚度影响系数Abstract: through the electrochemical corrosion methods of cracking under the state of corroded reinforced concrete beam bending stiffness of the experimental research. According to the test data, fitting out of the crack width of reinforced concrete beam bending stiffness effect coefficient calculation formula. Back to out of corroded reinforced concrete beam and the expression of the short-term stiffness. The results are beneficial to the development and perfection of corroded reinforced concrete beam calculation method.Keywords: reinforced concrete beams, cracks, corrosion, rigidity, stiffness influence coefficients引言钢筋混凝土梁是钢筋混凝土结构中的重要受力构件,研究钢筋混凝土梁中的钢筋锈蚀以后对其各项性能的影响,是钢筋混凝土耐久性研究中十分重要的问题。

裂缝对桥梁结构钢筋锈蚀的影响及其防治

裂缝对桥梁结构钢筋锈蚀的影响及其防治
因此 , 如何减小裂缝宽度 、 避免钢筋 锈蚀 , 对于防止结构物的
钢筋混凝土的长期暴露试验表明: () 1有横 向 裂缝 的地方 , 筋有局部 锈蚀 , 钢 但锈蚀 的面积
是不大 的, 裂缝两侧锈蚀 的扩展长度通常在 2m一 e 以下 。 c 5r a () 2 当横向裂缝宽度控制在 02 m~ .5 m左右时 , .m 0 2 m 钢
包裹中 , 由于有氢氧化钙 、 氢氧化 钾 、 氢氧化钠 的存在 , 筋 钢 表面会形成一种碱性钝化膜 , 护钢筋免遭锈蚀影 响。如果 保 结 构始终保持完好 , 钢筋的碱性 环境 是不会受 到影响 的 。 钢
然而 , 的大小 、 态对钢 筋锈 蚀的影 响特别 是 对结 裂缝 形 构 功能 的影响是不 同的。结构 的裂缝 形态 相对于 内置钢 筋 的布置方 向来说 主要有两 种形式 : 是横 向裂 缝( 钢筋 一种 与 长度方 向相垂直 的裂缝 )另 一种 是纵 向裂缝 ( , 与钢 筋 长度 方 向相一致的裂缝 ) 。
因此, 钢筋锈蚀。二是水、 氧气和各种有害介质通过裂缝的
渗入 , 破坏 了钢筋原来 的碱性 环境 , 并构成 了钢筋 锈蚀的外 部条件 , 进而引发钢 筋的锈蚀 。
缝, 但在非正常情况下 , 别是 受压构 件在 接近极 限抗 压承 特 载力 的情况下 , 也常常会出现一些纵 向的裂缝 。而更 多的纵 向裂缝是 由于钢筋锈蚀膨胀 引起 的 , 在长期使用 和混凝 土保 护层厚度不足的情况 下 , 酸盐 化和氮 化物 、 和氧等 有害 碳 水 介质 的渗入和扩散使钢筋周 围环境的碱度逐渐降低 , 使钢筋
横向裂缝对钢筋锈蚀究竟有什么影响, 控制裂缝宽度对 防止钢筋锈蚀和提高结构耐久性 的意义有多大 , 国内外土 是

混凝土中微观裂纹对力学性能的影响研究

混凝土中微观裂纹对力学性能的影响研究

混凝土中微观裂纹对力学性能的影响研究一、简介混凝土作为一种常见的建筑材料,其力学性能对建筑结构的安全稳定至关重要。

然而,混凝土中常常会存在微观裂纹,这些裂纹会对混凝土的力学性能产生影响。

因此,对混凝土中微观裂纹对力学性能的影响进行研究具有重要意义。

二、混凝土中微观裂纹的形成原因混凝土中微观裂纹的形成原因有多种,主要包括以下几个方面:1.混凝土的干缩变形:混凝土在硬化的过程中,会因为水分的蒸发而发生干缩变形,这种变形会导致混凝土中出现微观裂纹。

2.混凝土中的钢筋锈蚀:混凝土中的钢筋若长期暴露在潮湿的环境中,容易受到氧气和水的侵蚀,产生锈蚀。

锈蚀的钢筋会膨胀,从而引起混凝土中微观裂纹的形成。

3.混凝土在使用过程中的变形:混凝土在使用过程中,受到外部荷载的作用,容易发生变形。

如果荷载作用过大,就会导致混凝土中的微观裂纹产生。

4.混凝土的制备工艺:混凝土的制备工艺不当也会导致混凝土中微观裂纹的形成。

三、混凝土中微观裂纹对力学性能的影响1.强度影响:混凝土中微观裂纹的存在会使得混凝土的强度降低。

因为微观裂纹会导致混凝土中的应力集中,从而使得混凝土易于破坏。

2.刚度影响:混凝土中微观裂纹的存在会降低混凝土的刚度,因为微观裂纹会导致混凝土中的应变集中,从而使得混凝土的刚度降低。

3.耐久性影响:混凝土中微观裂纹的存在会降低混凝土的耐久性,因为微观裂纹会使得混凝土更容易受到外部侵蚀,从而导致混凝土的老化加速。

四、混凝土中微观裂纹的检测方法1.超声波检测法:超声波检测法是一种非破坏性检测方法,通过超声波在混凝土中的传播速度、衰减等特性来识别混凝土中的微观裂纹。

2.电阻率检测法:电阻率检测法是一种基于混凝土中微观裂纹对电阻率的影响来进行检测的方法。

3.压力传感器检测法:压力传感器检测法是一种通过检测混凝土中微观裂纹对压力传感器的响应来进行检测的方法。

五、混凝土中微观裂纹的修复方法1.充填法:充填法是一种将填充材料充填到微观裂纹中的方法,通过填充材料的粘结作用来修复微观裂纹。

混凝土钢筋锈蚀后的力学性能试验研究

混凝土钢筋锈蚀后的力学性能试验研究

混凝土钢筋锈蚀后的力学性能试验研究混凝土钢筋锈蚀是混凝土结构中常见的问题之一,它会对结构的力学性能造成很大的影响,导致结构的安全性下降。

因此,研究混凝土钢筋锈蚀后的力学性能对于保证结构的安全性有着重要的意义。

一、混凝土钢筋锈蚀的原因混凝土钢筋锈蚀的原因主要有以下几点:1. 混凝土表面被腐蚀性物质侵蚀,如氯离子、硫酸盐等,导致钢筋表面出现裂纹,从而加速钢筋的锈蚀。

2. 混凝土内部含有过多的水分,导致钢筋长期处于潮湿状态,容易发生锈蚀。

3. 混凝土中的碱性物质会导致钢筋表面被腐蚀。

4. 钢筋表面的防腐层破坏或者缺陷,使得钢筋表面直接暴露在空气中容易受到氧化作用。

二、混凝土钢筋锈蚀后的力学性能混凝土钢筋锈蚀后的力学性能主要受到以下几个方面的影响:1. 钢筋的抗拉强度降低。

钢筋的锈蚀会导致其横截面积减小,从而降低了钢筋的抗拉强度。

2. 混凝土的粘结性能下降。

钢筋的锈蚀会导致其表面积变大,从而使得混凝土与钢筋之间的粘结力降低。

3. 混凝土的抗压强度下降。

钢筋的锈蚀会导致钢筋与混凝土之间的力学性能不协调,从而使得混凝土的抗压强度下降。

4. 结构整体的稳定性受到影响。

混凝土钢筋锈蚀会导致结构的内部构件发生变形,从而影响结构的整体稳定性。

三、混凝土钢筋锈蚀后的力学性能试验研究为了研究混凝土钢筋锈蚀后的力学性能,需要进行一系列试验研究。

具体的试验内容包括:1. 钢筋的拉伸试验。

通过对锈蚀和未锈蚀的钢筋进行拉伸试验,比较两者的抗拉强度,以研究钢筋的锈蚀对其抗拉强度的影响。

2. 混凝土和钢筋的粘结试验。

通过对混凝土和钢筋进行拉伸试验,比较两者的粘结强度,以研究钢筋的锈蚀对混凝土和钢筋之间的粘结力的影响。

3. 混凝土的压缩试验。

通过对锈蚀和未锈蚀的混凝土进行压缩试验,比较两者的抗压强度,以研究钢筋的锈蚀对混凝土的抗压强度的影响。

4. 结构整体的试验。

通过对锈蚀和未锈蚀的结构进行施载试验,比较两者的稳定性,以研究钢筋的锈蚀对结构整体稳定性的影响。

混凝土结构裂缝分析报告

混凝土结构裂缝分析报告

2.控制标准
通常由施工、构造和环境条件等所引起的裂缝,应 在设计中采取适当构造措施,在施工中采取合理的工艺 和技术加以解决或改善。至于受拉裂缝,一般不允许在 使用阶段出现,设计时以限制拉应力值来避免。国内外 规范一般是根据构件的工作环境和荷载作用时间的情况 对裂缝加以限制的。简介如下:
(1)《公路钢筋混凝土及预应力混凝土桥涵设计规 范》:
有关混凝土中钢筋锈蚀的机理和裂缝性质的分析, 以及暴露试验结果都不能说明表面裂缝宽度与锈蚀速 度之间存在有必然联系。工程调查和暴露试验表明, 保证混凝土的密实性和必要的保护层厚度,要比控制 表面裂缝宽度对于防止锈蚀更为重要。关于裂缝宽度 与锈蚀关系的研究还没有得出能够为大多数研究者一 致接受的结论。
值得注意的是,平行于主筋的纵向裂缝,对于结 构耐久性的影响要比垂直于主筋的横向裂缝严重得多。 因为当引起裂缝的荷载移去时,后一种裂缝将趋于闭 合,而平行于钢筋的裂缝不会闭合,还可能持续开展, 对钢筋锈蚀有极大的危害。但是,目前对此还缺乏系 统的研究,对于纵向裂缝还提不出合理的控制要求。
混凝土结构的裂缝是由材料内部的初始缺陷、 微裂缝的扩展而引起的。
对有抗裂要求的结构,一般宜采用预应力混凝土。
(2)我国《混凝土结构设计规范》
规定在设计钢筋混凝土构件时,应根据其使用要求 确定控制裂缝的三个等级:
一级——严格要求不出现裂缝的构件,在短期(全 部)荷载作用下,截面上 不出现拉应力,即
二级——一般要求不出现裂缝的构件,在短期(全 部)荷载作用下,截面上的拉应力小于混凝土抗拉强度 的一部分;在长期(部分)荷载作用下不出现拉应力, 即 短期荷载 长期荷载
0.4mm 0.3mm 0.15mm 0.1mm
允许裂缝宽度规定的差异一方面是由于规定此值 的科学依据还不充分,另一方面是各国规范对计算裂 缝宽度的公式有很大的出入。有些国家根据研究结果 认为,混凝土裂缝宽度的限制值可放宽至0.4mm~ 0.5mm。
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第31卷 第4期2005年8月四川建筑科学研究Sichuan Building Science 收稿日期:2004206207作者简介:蒋德稳(1972-),男,江苏盐城人,硕士,讲师,主要从事钢筋混凝土耐久性研究。

基金项目:国家自然科学基金资助项目(50078054)混凝土横向裂缝对钢筋腐蚀速度影响的试验研究蒋德稳1,李 果2,袁迎曙2(1.淮海工学院土木系,江苏连云港 222005;2.中国矿业大学建筑工程学院,江苏徐州 221008)摘 要:分析了混凝土横向裂缝处钢筋的腐蚀机理,通过背对背的小梁试件对其进行了试验研究,得出了裂缝宽度、混凝土保护层厚度、混凝土水灰比对混凝土横向裂缝处钢筋腐蚀速度的影响规律。

关键词:混凝土;横向裂缝;钢筋;腐蚀速度中图分类号:TU312.3 文献标识码:A 文章编号:1008-1933(2005)04-0055-041 前 言由于混凝土是抗压性能良好而抗拉性能很差的材料,其极限拉伸变形很小,故即使在混凝土结构的正常使用状态下,也非常容易在混凝土结构的受拉区出现横向裂缝。

而当混凝土的横向裂缝出现以后,腐蚀性介质比如湿气,CO 2,O 2,Cl 2等将比较容易地沿着混凝土横向裂缝直接到达混凝土内钢筋的表面,从而引起混凝土内钢筋的腐蚀。

但是,关于混凝土的横向裂缝对混凝土内钢筋的腐蚀速度究竟有多大的影响、控制混凝土横向裂缝的宽度有多大的意义等,一直存在着争议。

一种观点认为:裂缝的产生增加了腐蚀性介质的渗入,加快了混凝土内钢筋腐蚀的发展,这种危害在环境较为恶劣的条件(如海水、化学腐蚀性气体等)下尤为严重[1]。

另一种观点认为:裂缝对混凝土内钢筋的腐蚀并不产生重要影响,因为,开裂仅会加速腐蚀的产生,钢筋腐蚀速度将取决于阴、阳极间的电阻及阴极处的供氧程度,而氧气的供给是通过未开裂处混凝土的保护层扩散进来的,混凝土本身的密实程度是控制钢筋腐蚀速度的关键。

因此,裂缝并不控制钢筋腐蚀的速度,它的作用仅是启始腐蚀进程并使该处的钢筋活化,一些试验及工程证实了这一观点[2,3]。

本文作者拟对混凝土横向裂缝处的钢筋腐蚀机理进行理论分析并进行试验研究,以探求混凝土横向裂缝对钢筋腐蚀规律的影响。

2 理论分析当混凝土结构出现横向裂缝以后,外界腐蚀性介质沿着裂缝首先侵入到裂缝位置处钢筋表面,破坏此处钢筋表面的钝化膜,从而使得混凝土内此处钢筋最先由钝化状态转入到活化状态,在有水分和氧气的条件下,钢筋的腐蚀反应开始发生。

随着钢筋腐蚀反应的开始,关于裂缝处钢筋的腐蚀机理目前也存在着两种观点:一种观点认为,钢筋腐蚀电池的阳极区和阴极区都位于裂缝区域,即腐蚀仅仅发生在裂缝位置处的钢筋,裂缝位置以外的钢筋不参加腐蚀的电化学反应,同时,腐蚀电池的阳极和阴极面积非常小而且紧密结合在一起,外部氧气主要从裂缝位置处提供给阴极;另一种观点认为,裂缝位置处的钢筋表现为腐蚀电池的阳极,而裂缝以外的钢筋由于处于钝化状态,腐蚀点位较高,表现为腐蚀电池的阴极,从而构成一个电偶腐蚀电池。

氧气主要通过扩散进入到混凝土内的阴极部位,其电化学反应过程如图1所示。

图1 裂缝位置处钢筋腐蚀机理示意对于以上两种观点,作者认为:第一种观点,钢筋的腐蚀机理类似于暴露于自然大气中的钢铁腐蚀,其前提是混凝土横向裂缝宽度较大,钢筋已经完全暴露于外部气候之中;而对于第二种观点,其前提是裂缝宽度较小,裂缝位置处钢筋表面依然能够同周围混凝土介质进行离子的交换,从而形成完整的腐蚀电池回路。

对于多数处于正常使用状态下的钢筋混凝土结构,第二种观点应该更加符合实际。

553 试验研究3.1 试件制作本文作者制作了两大类试件,一类为氯盐侵蚀试件;一类为碳化试件。

其中每类试件考虑3种影响因素———裂缝宽度、混凝土水灰比和混凝土保护层厚度。

裂缝宽度设定为4个水平,混凝土水灰比和保护层厚度均为2个水平。

试件采用150mm ×63mm ×700mm 的小梁,水泥采用425#普通硅酸盐水泥,砂采用天然河砂,石子采用碎石,粒径5~15mm 。

钢筋采用<12光圆钢筋,共放置3根钢筋,其中,中间1根为试验钢筋,其余2根为辅助通长钢筋。

试验钢筋为分段钢筋,裂缝处钢筋采用20mm 的1段钢筋,未裂缝两侧分别采用3段75mm 的钢筋,裂缝处钢筋与两边钢筋之间的间距为20mm ,未裂缝处的3段钢筋间距为10mm ,分段钢筋之间用环氧树脂连接,同时,两端焊接导线引出。

具体试件及实验装置如图2所示。

图2 试件及实验装置示意 考虑到影响因素与水平数较多,利用“正交设计法”进行试验方案设计。

试件具体制作计划见表1。

表1 试件制作计划类别编号水灰比保护层厚度/mm A K1A K2A K3A K40.5510氯盐侵蚀试件AQ1AH10.5510AQ20.6310AH20.5520B K1B K2B K3B K40.5510碳化试件BQ1BH10.5510BQ20.6310BH20.5520注:试件每种编号为1组,制作数量为2个。

3.2 试验过程试件脱模后,首先放入标准养护室内(20℃±3℃,95%RH )养护28d 取出,然后,将2根小梁为1组背对背固定在图2所示的实验装置上。

由于在梁浇筑时,即在梁的中间预埋塑料条来控制横向裂缝的位置,此时,在梁的两端通过螺栓施加力,从而使梁的跨中位置产生裂缝。

采用读数显微镜来测量混凝土横向裂缝宽度,并通过调整力的大小来调整混凝土裂缝的宽度。

裂缝宽度确定后,还要监测裂缝宽度随时间的变化,如有变化,需通过调节两端力的大小以维持裂缝宽度不变。

各试件的裂缝宽度实测值见表2。

表2 试件裂缝宽度实测值氯离子试件碳化试件编号裂缝宽度/mm编号裂缝宽度/mmA K10.07B K10.11A K20.23B K20.20A K30.35B K30.29A K40.85B K40.90AQ10.26BQ10.15AQ20.25BQ20.15AH10.23BH10.22AH20.22BH20.248组氯离子侵蚀试件分别在裂缝位置处用浓度为5%NaCl 水溶液喷淋,每天2次,共喷淋1个月;8组碳化试件放入CO 2浓度为20%的碳化室内碳化1个月。

然后,将16组试件放进温度为35℃、相对湿度为90%的人工气候室内1个月后,分别测定其裂缝位置处钢筋的腐蚀宏电流。

3.3 裂缝处钢筋腐蚀宏电流的测定从前述钢筋腐蚀机理可以看出,裂缝处钢筋的腐蚀是一个电偶腐蚀,以宏电池腐蚀电流为主,微电池腐蚀电流为辅。

为了测定钢筋宏电池腐蚀电流,本文采用“微安表法”,即将钢筋的阴、阳极断开,使电子流从微安表中流过,通过微安表的读数,测定钢筋的腐蚀电流。

至于钢筋腐蚀电池中阳极的面积,一般认为[4,5],无论腐蚀过程是阳极控制、阴极控制还是混凝土电阻控制,钢筋的腐蚀电流都与阴阳极65 四川建筑科学研究第31卷 面积比有关。

如果将阳极面积固定,而通过不断增加阴极的面积,并在增加阴极面积的同时测定钢筋的腐蚀电流,由于阴阳极面积比是一定的,当阴极面积增加到一定程度时,钢筋腐蚀电流就不会再增加。

此时,钢筋的腐蚀电流便是钢筋的腐蚀速度。

具体方法是:将导线2和3以及4和5都断开,测定导线0和1之间电流值;再将导线2和3连接,导线4和5断开,测定导线0和1之间的电流值;最后,将导线2和3以及导线4和5都连接,再测定导线0和1之间的电流值。

裂缝位置处钢筋宏电流密度按公式(1)进行,其中l 为裂缝位置处钢筋的长度(2cm )。

i corr =I πdl(1)式中 i corr ———钢筋腐蚀电流密度(μA/cm 2); I ———实测宏电流值(μA ); d ———钢筋直径(cm ); l ———钢筋长度(cm )。

4 试验结果与分析4.1 试验结果利用正交试验的分析方法,以混凝土裂缝宽度、保护层厚度和水灰比为因素,以裂缝处钢筋的腐蚀电流密度为检测指标。

裂缝宽度由小到大分为4个水平(以1,2,3,4来代表);保护层按厚度由小到大分为2个水平(以1,2来代表);混凝土水灰比按水灰比从低到高分为2个水平(以1,2来代表)。

以影响因素的水平为横坐标,以裂缝处钢筋的腐蚀电流密度为纵坐标,根据实测数据可绘制氯盐侵蚀试件和碳化试件的影响分析图,分别如图3和图4所示。

图3 氯盐侵蚀试件各因素影响情况图4 碳化试件各因素影响情况实测数据表明,无论氯盐试件还是碳化试件,裂缝位置处钢筋与未裂缝位置处钢筋均存在着明显的宏电流,而且裂缝位置处的钢筋充当腐蚀电池的阳极,发生腐蚀,未裂缝位置处钢筋充当腐蚀电池的阴极,不发生腐蚀。

4.2 混凝土横向裂缝宽度的影响从图3,4可以看出,随着裂缝宽度的增大,无论氯盐侵蚀试件还是碳化试件,裂缝位置处钢筋的腐蚀电流密度均有所增大。

同时注意到,对氯盐侵蚀试件,裂缝宽度从0.07mm 增大到0185mm (增大了12.1倍),钢筋腐蚀电流密度仅提高了约2倍;对于碳化试件,情况类似。

分析认为,随着裂缝宽度的增大,钝化膜遭到破坏,腐蚀电池阳极的钢筋面积增大,从而使得阳极腐蚀电流值增大。

由于本文中假定阳极区均为2cm ,从而使得对于裂缝宽度较大位置处钢筋腐蚀电流密度计算值偏大,而对于裂缝宽度较小位置处钢筋腐蚀电流密度计算值偏小。

排除此计算误差外,可以看出,混凝土横向裂缝宽度对钢筋腐蚀电流密度影响较小。

同时钢筋腐蚀电化学反应开始后,由于阳极区域较小(仅限于裂缝位置处),而阴极区域较大,故钢筋的腐蚀速度主要取决于腐蚀电池阴极位置处氧的供应速度。

腐蚀电池阴极反应所需要的氧是通过裂缝周围混凝土扩散进入的,氧气扩散速度的快慢将直接影响钢筋的腐蚀速度。

4.3 混凝土保护层厚度的影响从图3,4可以看出,对于混凝土横向裂缝宽度相近,而随着混凝土保护层厚度的增大,即从10mm 增大到20mm ,裂缝处钢筋的腐蚀电流密度两类试件均明显下降。

氯离子侵蚀试件从1.73μA/cm 2下降到1.63μA/cm 2;碳化试件从0.36μA/cm 2下降到0.12μA/cm 2。

分析认为,随着混凝土保护层厚度的增大,使得腐蚀电池中的阴极反应受到影响。

因为阴极反应所需要的氧必须从空气中透过混凝土保护层扩散到钢筋表面,如果混凝土保护层厚度增大,扩散速度必然下降,从而导致裂缝处钢筋的腐蚀电流密度下降。

4.4 混凝土水灰比的影响对于相近的裂缝宽度,随着混凝土水灰比的增大,裂缝处钢筋腐蚀电流密度均有所增加。

从图3看出,混凝土的水灰比从0.55增加到0.63,氯盐侵蚀试件钢筋的腐蚀电流密度从1.66μA/cm 2上升到2.39μA/cm 2;碳化试件从0.39μA/cm 2上升到0.58μA/cm 2。

这种现象与上述混凝土的保护层厚度影响的机理是一致的。

随着混凝土水灰比从0.5575 2005No.4蒋德稳,等:混凝土横向裂缝对钢筋腐蚀速度影响的试验研究 增加到0.63,混凝土的孔隙率增大,氧气通过混凝土保护层到达钢筋表面的速度得以提高。

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