【摘要】：鋼筋銹蝕是導(dǎo)致混凝土結(jié)構(gòu)耐久性問題的主要原因,對鋼筋銹蝕的正確檢測是評價混凝土結(jié)構(gòu)剩余壽命和維修最重要的依據(jù)。本文在綜述鋼筋銹蝕原因、起銹檢測方法及銹蝕速率表征的基礎(chǔ)上,基于金屬銹蝕力學(xué)辨識方法,自主設(shè)計加工了近500組弓型裝置對金屬起銹和銹蝕速率特征規(guī)律展開研究,主要內(nèi)容和成果如下:1、完善金屬銹蝕力學(xué)辨識原理數(shù)學(xué)推導(dǎo)過程;基于該原理辨識裝置(弓型裝置)開發(fā)一種應(yīng)力校準(zhǔn)平臺,提高弓型裝置成型效率且控制平行裝置變異性在1%以內(nèi);采用多普勒激光測振儀(LDV)動態(tài)測量技術(shù)精準(zhǔn)確定弓型裝置拉力,且實時監(jiān)測分析可忽略弓型裝置應(yīng)力松弛的影響,確保弓型裝置的可行性。2、基于弓型裝置的電化學(xué)方法、表觀目測法和力學(xué)方法在辨識起銹方面兩兩之間具有正相關(guān)性,電化學(xué)方法和力學(xué)方法在銹蝕速率方面同樣具有正相關(guān)性;對力學(xué)測量結(jié)果進行統(tǒng)計分析,表明力學(xué)方法具有良好的穩(wěn)定性和變異性;與實際混凝土結(jié)構(gòu)鋼筋銹蝕歷程進行對比分析,表明基于弓型裝置的力學(xué)測試方法效率高成本低且反應(yīng)敏銳。3、基于弓型裝置,探討了鋼絲預(yù)拉力水平、鈍化程度以及氯離子和氫氧根離子濃度及其耦合作用對起銹時間和銹蝕速率的影響,結(jié)果表明:(1)弓型裝置拉力水平越接近極限拉力,力學(xué)辨識效果越靈敏。(2)為了客觀高效的辨識銹蝕速率可通過斷裂時間t_r計算銹蝕速率。(3)鈍化時間對鋼絲銹蝕影響顯著,主要原因是鋼絲表面的鈍化膜生長規(guī)律導(dǎo)致:先沿徑向生長再沿厚度生長,同時鈍化膜在鋼絲表面覆蓋程度與腐蝕程度也具有顯著聯(lián)系;該分析基于鋼絲表面鈍化膜微觀形貌大致得以證實。(4)Cl~-與pH對于鋼絲銹蝕具有交互作用,Cl~-的增加表現(xiàn)為侵蝕破壞作用的增強,pH的增加表現(xiàn)為“保護”作用的增強;隨著兩者耦合作用的惡化,銹蝕發(fā)生與演變隨之加快,惡化到一定程度鋼絲會表現(xiàn)為全局腐蝕,反而延緩鋼絲斷裂失效速率。(5)金屬材料臨界氯離子濃度不僅與Cl~-/OH~-比值有關(guān),還有其他環(huán)境因素有關(guān);同時臨界氯離子濃度與時間也存在關(guān)聯(lián)性。(6)鈍化的金屬材料,在Cl~-作用下發(fā)生點蝕,點蝕數(shù)量及出現(xiàn)順序?qū)︿摻z銹蝕進程具有顯著影響。
【圖文】：

圖 1-1 鋼筋銹蝕原因 (a)氯離子侵蝕作用，（b）碳化作用 T[27]等人采用模擬孔溶液通過電化學(xué)測量方法研究不同銹蝕的影響，，發(fā)現(xiàn)模擬孔溶液中 HCO3-離子可以提高鈍剛[28]等人，通過配制含不同 pH（11.46、11.31、9.78）和出了介質(zhì) pH 的降低和 Cl-含量的上升會導(dǎo)致鋼筋腐蝕驗結(jié)果。表 1-1 列出了部分學(xué)者研究鋼筋銹蝕所采用的具體為：Moreno M 等人[29]通過極化電阻技術(shù)，研究不腐蝕敏感性，結(jié)果表明，高堿度有利于抑制由氯離子引表面不易鈍化，而在 CO32+和 HCO3-含量較高的情況下引起的點蝕。Huet B 等人[30]通過電化學(xué)方法，研究 pH 值響，研究發(fā)現(xiàn)，pH 值較高的模擬孔溶液，鋼筋表面的氯離子的模擬孔隙液，鋼筋表面的鈍化膜被破壞；同時

圖 2-1 腐蝕環(huán)境中金屬機體截面面積的時變曲線在腐蝕介質(zhì)中，銹蝕孕育階段結(jié)束，銹蝕發(fā)展階段開始，金屬食，截面積隨時間下降，直至在拉力作用下斷裂失效，整個腐變化曲線如圖 2-1 所示。橫坐標(biāo)為時間 t，縱坐標(biāo)為鋼筋本體的的函數(shù)。當(dāng)金屬機體所受拉力小于 Fmax或金屬試件直徑大于孕育階段后“斷裂”還需要定量的時間，若能通過其他方法確脫鈍或初始銹斑），那么該時間為 ts，金屬試件銹蝕發(fā)展至抗 ∈ ( , ，金屬試件機體的截面面積 ( ) < ( ) = 0，且0( ) ( )t sA t A v t t0( )tsA A tvt t
【學(xué)位授予單位】：深圳大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2018
【分類號】：TU375

【參考文獻】

相關(guān)期刊論文 前7條

1 史艷華;于洋;梁平;劉峰;關(guān)學(xué)雷;;316L不銹鋼在氯離子環(huán)境中的腐蝕行為[J];材料保護;2015年08期

2 張勇;杜修力;李悅;顏超;;荷載與溶液腐蝕耦合作用下鋼筋銹蝕速率試驗研究[J];鐵道建筑;2013年04期

3 李化建;謝永江;易忠來;譚鹽賓;馮仲偉;方博;楊魯;;混凝土電阻率的研究進展[J];混凝土;2011年06期

4 耿國慶;施錦杰;孫偉;;混凝土模擬液中鋼筋腐蝕電化學(xué)測試結(jié)果比較[J];東南大學(xué)學(xué)報(自然科學(xué)版);2011年02期

5 金偉良;呂清芳;趙羽習(xí);干偉忠;;混凝土結(jié)構(gòu)耐久性設(shè)計方法與壽命預(yù)測研究進展[J];建筑結(jié)構(gòu)學(xué)報;2007年01期

6 洪乃豐;混凝土中鋼筋腐蝕與防護技術(shù)(3)——氯鹽與鋼筋銹蝕破壞[J];工業(yè)建筑;1999年10期

7 儲煒，史苑薌，魏寶明, 楊勇，陳旭光，林祖賡;模擬混凝土孔溶液中鋼筋鈍化膜生長動力學(xué)及孔蝕過程的研究[J];電化學(xué);1995年04期

相關(guān)博士學(xué)位論文 前4條

1 許晨;混凝土結(jié)構(gòu)鋼筋銹蝕電化學(xué)表征與相關(guān)檢/監(jiān)測技術(shù)[D];浙江大學(xué);2012年

2 喬國富;混凝土結(jié)構(gòu)鋼筋腐蝕的電化學(xué)特征與監(jiān)測傳感器系統(tǒng)[D];哈爾濱工業(yè)大學(xué);2008年

3 李富民;氯鹽環(huán)境鋼絞線預(yù)應(yīng)力混凝土結(jié)構(gòu)的腐蝕效應(yīng)[D];中國礦業(yè)大學(xué);2008年

4 金祖權(quán);西部地區(qū)嚴(yán)酷環(huán)境下混凝土的耐久性與壽命預(yù)測[D];東南大學(xué);2006年

相關(guān)碩士學(xué)位論文 前4條

1 邢少邦;金屬材料銹蝕的一種新型辨識方法研究[D];深圳大學(xué);2017年

2 林冰;碳鋼和不銹鋼在不同模擬混凝土孔隙液中的耐蝕性研究[D];北京化工大學(xué);2015年

3 楊約民;基于頻率測試的銹蝕鋼筋混凝土構(gòu)件損傷識別研究[D];深圳大學(xué);2015年

4 陳卿;鋼筋腐蝕臨界氯離子濃度的試驗研究[D];上海交通大學(xué);2008年

本文編號：2645032