混凝土水泥水化、氯離子擴散及鋼筋銹蝕的電化學分析
發(fā)布時間:2021-08-18 13:04
隨著我國土木工程建設的迅速發(fā)展,混凝土材料大量應用于高層建筑、跨海大橋、港口碼頭、水庫大壩等大型工程結構中。耐久性是影響這些混凝土結構使用壽命的主要因素。然而,這些混凝土結構所處的環(huán)境非常惡劣,特別是海工混凝土結構,長期受到海風、海霧和海水的侵蝕,容易造成鋼筋銹蝕等損傷。這些損傷不斷積累造成結構提前失效,直接降低了結構的耐久性。因此,研究海洋環(huán)境下混凝土材料的性能和鋼筋混凝土結構的耐久性是非常必要的。電化學分析方法具有測試簡單、靈敏度和準確度高等優(yōu)點,同時便于對混凝土材料性能的演化進行中長期監(jiān)測。因此,采用電化學方法對混凝土及混凝土結構的耐久性進行研究。本文利用電化學阻抗譜對混凝土水泥水化過程、氯離子侵蝕和鋼筋銹蝕等進行了研究,采用腐蝕電位法、線性極化法、循環(huán)伏安法和Mott-Schottky曲線等對混凝土中鋼筋的銹蝕進行了分析,并且與電化學阻抗譜分析結果進行了對比。本文的主要研究內(nèi)容和結論如下:(1)利用電化學阻抗譜法分別對普通混凝土和粉煤灰混凝土的水泥水化過程進行了研究。通過對電化學參數(shù)的分析,討論了水泥水化過程中混凝土微觀結構的變化。研究表明,隨著水灰比的減小,孔溶液電解質(zhì)電阻R...
【文章來源】:大連理工大學遼寧省 211工程院校 985工程院校 教育部直屬院校
【文章頁數(shù)】:178 頁
【學位級別】:博士
【部分圖文】:
圖1.1氯鹽環(huán)境中鋼筋混凝土的銹蝕破壞??
自由氯離子才會損害內(nèi)部結構。自由氯離子和結合氯離子可以相互轉換。自由氯離子??濃度、結合氯離子濃度與總氯離子濃度的關系如公式(1.1)和公式(1.2)所示:??CT?=CF?+?CB?(1.1)??(1.2)??式中:CV為總氯離子濃度;CF為自由氯離子濃度;為結合氯離子濃度;CBC為化學反??應生成的結合氯離子濃度;CBP為物理吸附作用下由于混凝土的表面暴露于外部環(huán)境受??到雨水的沖刷,氯離子濃度會降低。因此,在混凝土一定深度處的氯離子濃度最大,這??一現(xiàn)象稱為“峰值內(nèi)移”,如圖1.2所示。而混凝土內(nèi)部的氯離子分布也受到很多因素??的影響,如朝陽性、通風情況等。??■??圖1.2混凝土中氯離子的擴散??Fig.?1.2?Chloride?ion?diffusion?in?concrete??5??
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【參考文獻】:
期刊論文
[1]氯離子對混凝土中鋼筋銹蝕行為的影響[J]. 王羊洋,祝雯,黃石明. 廣州建筑. 2019(02)
[2]鋼渣粉-水泥復合體系水化熱及動力學研究[J]. 高志揚,王圣文,呂興棟,李響,蔣科. 長江科學院院報. 2018(12)
[3]石灰石粉對水泥水化及C-S-H成核的動力學影響[J]. 何彥琪,蔣震,陳凱,游濤,譚勇波. 硅酸鹽通報. 2018(08)
[4]鎂水泥混凝土中鋼筋的電化學腐蝕研究[J]. 喬宏霞,鞏位,高升,陳廣峰,程千元. 材料科學與工藝. 2016(01)
[5]Cr合金化對HRB400鋼筋腐蝕行為的研究[J]. 劉明,程學群,李曉剛,劉廣華,龐靖宇,朱言晨. 腐蝕科學與防護技術. 2015(06)
[6]兩種表征粉煤灰-水泥復合漿體整體水化程度方法對比研究[J]. 王志亮,丁慶軍,黃修林. 武漢理工大學學報. 2014(01)
[7]礦物摻合料對混凝土抗酸雨侵蝕特性的影響[J]. 王凱,馬保國,張泓源. 建筑材料學報. 2013(03)
[8]影響混凝土結構橋梁耐久性的主要因素及防治對策[J]. 張波. 交通世界(建養(yǎng).機械). 2013(06)
[9]混凝土耐氯離子侵蝕研究進展[J]. 李耀華,焦楚杰,張亞芳,何娟. 建筑技術開發(fā). 2012 (10)
[10]靈昆特大橋提升荷載加固工程管理研究[J]. 葉積鐳. 交通建設與管理. 2012(06)
博士論文
[1]基于電阻率法的水泥水化與收縮特性研究[D]. 廖宜順.華中科技大學 2013
[2]干濕交替環(huán)境下混凝土的氯離子侵蝕與耐久性防護[D]. 曹衛(wèi)群.西安建筑科技大學 2013
[3]凍融環(huán)境多因素耦合作用混凝土結構耐久性研究[D]. 肖前慧.西安建筑科技大學 2010
[4]海洋環(huán)境鋼筋混凝土受彎構件的耐久性與壽命預測[D]. 吳慶令.南京航空航天大學 2010
[5]廢渣特性及其多元復合對水泥基材料高性能的貢獻與機理[D]. 嚴捍東.東南大學 2001
碩士論文
[1]干寒地區(qū)混凝土梁橋病害機理分析及耐久性評估[D]. 孫艷云.蘭州交通大學 2018
[2]調(diào)凝劑對普通硅酸鹽水泥水化及交流阻抗行為的影響[D]. 李文達.哈爾濱工業(yè)大學 2017
[3]鋼筋混凝土結構中鋼筋腐蝕過程的電化學阻抗特性[D]. 石光耀.東華理工大學 2016
[4]外加電壓對水泥基材料氯離子結合及微觀結構的影響研究[D]. 何宗旭.湖南大學 2016
[5]基于FVM數(shù)值分析的海工混凝土結構耐久可靠度Monte Carlo模擬[D]. 夏輝.煙臺大學 2013
[6]鋁合金在3.5%NaCl溶液中的腐蝕行為研究及外加陰極電流保護[D]. 邵麟.哈爾濱工程大學 2012
[7]水泥基材料水化過程基本特性的電化學阻抗譜研究[D]. 李國翠.哈爾濱工業(yè)大學 2010
[8]復雜環(huán)境下混凝土破壞機理研究[D]. 李蕾蕾.南昌大學 2008
[9]基于三維圖像重建的水泥水化過程微觀結構模型研究[D]. 張棟良.濟南大學 2003
本文編號:3349940
【文章來源】:大連理工大學遼寧省 211工程院校 985工程院校 教育部直屬院校
【文章頁數(shù)】:178 頁
【學位級別】:博士
【部分圖文】:
圖1.1氯鹽環(huán)境中鋼筋混凝土的銹蝕破壞??
自由氯離子才會損害內(nèi)部結構。自由氯離子和結合氯離子可以相互轉換。自由氯離子??濃度、結合氯離子濃度與總氯離子濃度的關系如公式(1.1)和公式(1.2)所示:??CT?=CF?+?CB?(1.1)??(1.2)??式中:CV為總氯離子濃度;CF為自由氯離子濃度;為結合氯離子濃度;CBC為化學反??應生成的結合氯離子濃度;CBP為物理吸附作用下由于混凝土的表面暴露于外部環(huán)境受??到雨水的沖刷,氯離子濃度會降低。因此,在混凝土一定深度處的氯離子濃度最大,這??一現(xiàn)象稱為“峰值內(nèi)移”,如圖1.2所示。而混凝土內(nèi)部的氯離子分布也受到很多因素??的影響,如朝陽性、通風情況等。??■??圖1.2混凝土中氯離子的擴散??Fig.?1.2?Chloride?ion?diffusion?in?concrete??5??
。?????:????〇??0?\????〇??0?°〇????°?〇〇?????〇?0。.????〇?°0??0?°?°?°?〇?0?°〇_,??〇?0?〇?0?〇?〇?〇??0?〇??0??l〇g^??(a)奈奎斯特圖?(b)波特圖??Z山??〇??〇??0??〇??。。。。。。。。。??。。。。。。。??0??0??0??0??°〇〇??〇〇00??〇??????com??(C)瓦博格??圖1.4阻抗譜圖??Fig.?1.4?Impedance?spectrum??(2)等效電路??當體系比較穩(wěn)定且受噪聲信號干擾小時,阻抗的測量類似于電學中對線性電路網(wǎng)絡??的測量。因此,利用等效電路分析電化學阻抗譜已經(jīng)成為系統(tǒng)阻抗研宄的主要方法[135,??136]。電學中的線性元件主要包括電阻、電容和電感。這三類元件按照串聯(lián)或并聯(lián)的方式??能夠搭建各種不同的電路。電阻的阻抗只有實部沒有虛部,而電容和電感的阻抗只有虛??部沒有實部且總為正值;A的電學元件經(jīng)過聯(lián)結可以形成復合元件,復合元件和基礎??14??
【參考文獻】:
期刊論文
[1]氯離子對混凝土中鋼筋銹蝕行為的影響[J]. 王羊洋,祝雯,黃石明. 廣州建筑. 2019(02)
[2]鋼渣粉-水泥復合體系水化熱及動力學研究[J]. 高志揚,王圣文,呂興棟,李響,蔣科. 長江科學院院報. 2018(12)
[3]石灰石粉對水泥水化及C-S-H成核的動力學影響[J]. 何彥琪,蔣震,陳凱,游濤,譚勇波. 硅酸鹽通報. 2018(08)
[4]鎂水泥混凝土中鋼筋的電化學腐蝕研究[J]. 喬宏霞,鞏位,高升,陳廣峰,程千元. 材料科學與工藝. 2016(01)
[5]Cr合金化對HRB400鋼筋腐蝕行為的研究[J]. 劉明,程學群,李曉剛,劉廣華,龐靖宇,朱言晨. 腐蝕科學與防護技術. 2015(06)
[6]兩種表征粉煤灰-水泥復合漿體整體水化程度方法對比研究[J]. 王志亮,丁慶軍,黃修林. 武漢理工大學學報. 2014(01)
[7]礦物摻合料對混凝土抗酸雨侵蝕特性的影響[J]. 王凱,馬保國,張泓源. 建筑材料學報. 2013(03)
[8]影響混凝土結構橋梁耐久性的主要因素及防治對策[J]. 張波. 交通世界(建養(yǎng).機械). 2013(06)
[9]混凝土耐氯離子侵蝕研究進展[J]. 李耀華,焦楚杰,張亞芳,何娟. 建筑技術開發(fā). 2012 (10)
[10]靈昆特大橋提升荷載加固工程管理研究[J]. 葉積鐳. 交通建設與管理. 2012(06)
博士論文
[1]基于電阻率法的水泥水化與收縮特性研究[D]. 廖宜順.華中科技大學 2013
[2]干濕交替環(huán)境下混凝土的氯離子侵蝕與耐久性防護[D]. 曹衛(wèi)群.西安建筑科技大學 2013
[3]凍融環(huán)境多因素耦合作用混凝土結構耐久性研究[D]. 肖前慧.西安建筑科技大學 2010
[4]海洋環(huán)境鋼筋混凝土受彎構件的耐久性與壽命預測[D]. 吳慶令.南京航空航天大學 2010
[5]廢渣特性及其多元復合對水泥基材料高性能的貢獻與機理[D]. 嚴捍東.東南大學 2001
碩士論文
[1]干寒地區(qū)混凝土梁橋病害機理分析及耐久性評估[D]. 孫艷云.蘭州交通大學 2018
[2]調(diào)凝劑對普通硅酸鹽水泥水化及交流阻抗行為的影響[D]. 李文達.哈爾濱工業(yè)大學 2017
[3]鋼筋混凝土結構中鋼筋腐蝕過程的電化學阻抗特性[D]. 石光耀.東華理工大學 2016
[4]外加電壓對水泥基材料氯離子結合及微觀結構的影響研究[D]. 何宗旭.湖南大學 2016
[5]基于FVM數(shù)值分析的海工混凝土結構耐久可靠度Monte Carlo模擬[D]. 夏輝.煙臺大學 2013
[6]鋁合金在3.5%NaCl溶液中的腐蝕行為研究及外加陰極電流保護[D]. 邵麟.哈爾濱工程大學 2012
[7]水泥基材料水化過程基本特性的電化學阻抗譜研究[D]. 李國翠.哈爾濱工業(yè)大學 2010
[8]復雜環(huán)境下混凝土破壞機理研究[D]. 李蕾蕾.南昌大學 2008
[9]基于三維圖像重建的水泥水化過程微觀結構模型研究[D]. 張棟良.濟南大學 2003
本文編號:3349940
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