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建筑科学与工程
腐蚀对钢筋力学性能影响的研究
一 前言 钢筋混凝土结构具有材料来源容易、价格低廉、坚固耐用等特点,在工业与民用建筑中应用十分广泛。然而由于种种因素的影响,造成结构中钢筋的腐蚀,大大降低了结构的使用性和耐久性,甚至导致结构失效不可用,因此钢筋混凝土结构的腐蚀问题,尤其是钢筋的腐蚀问题已成为世界性的严重问题。 无论在国内还是国外,混凝土碳化,特别是氯化物污染引起的钢筋腐蚀破坏,都是严重威胁钢筋混凝土结构耐久性的最主要、最普遍的危害。它所造成的直接损失和间接损失之大,远远超出人们的意料,使得各国纷纷投入大量人力、物力用于钢筋混凝土结构耐久性及防护方面的研究。因而,研究钢筋腐蚀破坏问题并加以解决,有着非常普遍和重要的工程意义,并具有广泛的应用前景。 钢筋混凝土结构由于种种原因而出现钢筋腐蚀情况,会引起构件承载能力的下降,使结构的耐久性降低。要评估构件的承载能力下降程度,准确掌握钢筋锈蚀后引起的结构变化规律,就必须充分认识钢筋锈蚀后其各种物理力学性能的变化规律,以利于鉴定和判断。本文基于此,在国内外学者的研究基础上,广泛寻求工程中常用的各种不同类型的钢筋混凝土结构用钢筋,分类整理后,分别进行未腐蚀和处于腐蚀介质(PH=4~5弱酸性溶液)环境中的钢筋性能试验研究。通过试验结果分析,探讨不同类型的钢筋在不同的腐蚀程度下力学性能的变化规律,为实际工程结构中钢筋腐蚀的研究提供一个参考依据,并由此对结构的耐久性、寿命及残余承载力做出评价,试验数据及结论正确可用,并在实际工程实例的试验研究中得到进一步的证明。 二 钢筋腐蚀机理 混凝土结构中钢筋的腐蚀问题已成为世界范围内广泛关注的问题,国内外学者也相继对钢筋腐蚀问题进行了大量的研究,已有不少科研成果,这其中被众多学者所共识的就是钢筋腐蚀的机理。 混凝土中钢筋的腐蚀机理主要是电化学过程。由于初始的电化学腐蚀作用,如式(1)所示, 2Fe+60H~-→Fe_2O_3+3H_2O+6e~- (1) 郑州大学硕士学位论文 就会庄钢筋表面迅速生成一层非常致密的钝化膜。如果混凝土这种固有的致钝特性能够 长划保持,钢筋就可以永远处于钝态而不会腐蚀。但是,当混凝土环境的碱性降低或者 混凝十受拉开裂时,钝化膜就会全部或局部被破坏,而造成钢筋表面不同部位出现较大 的电位差,形成阳极和阴极。在一定的环境条件下(如有氧和水的存在),钢筋就会开 始)寓蚀。腐蚀的形式一般为斑状腐蚀,即腐蚀分布在较广的表面积上,但腐蚀深度不大。 腐蚀过程如图1所示, 。。o‘混凝十衣面 已 __WHtuAI_______H----M------Al______ iiiiii?——————————一——————一-x Fe(OH)、d F e OH)、” __—————— 钢筋 e-丛 de-l 4”x’”. 混凝土 阴极。阳极 阴极Z ..W…….-..MM..N —
硕士论文
《郑州大学》 2002年硕士论文

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