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1、第4期(总第100期)中国市政工程2002年12月25日 混凝土中掺入粉煤灰对地铁迷流的抑制作用1231陈志源 戴巍巍 贺鸿珠 史美伦(1.同济大学材料学院,上海 2000952.上海市市政工程管理局,上海 2000233.上海市建筑科学研究院,上海 200032) 摘 要:通过研究建立了符合地铁实际使用情况的模型,并由实验方法得出结论:掺入粉煤灰可有效地提高混凝土的阻抗模和抑制杂散电流腐蚀。粉煤灰对杂散电流的抑制作用随其掺量的增加而增加。但综合考虑强度等其他因素以掺入30%粉煤灰为宜。 关键词:粉煤灰 地铁迷流 交流阻抗法 杂散电流腐蚀Re
2、straintEffectofConcreteAdmixedwithFlyAshonSubwayStrayCurrentsChenZhiyuan,DaiWeiwei,HeHongzhu&ShiMeilunAbstract:Amodelconformingtopracticalconditionsofsubwayisstudiedandestablished,andaconclu2sionisdrawnfromexperimentsthat:throughadmixingflyashintoconcretewillincreaseitsimpeda
3、nceandre2strainstraycurrentcorrosioneffectively.Therestrainteffectonstraycurrentswillimprovealongwiththein2creaseofadmixedflyashinamount,butafterconsideringthestrengthandotherfactorscomprehensively,theamountof30%flyashissuitable.KeyWords:flyash,subwaystraycurrents,alternating
4、currentimpedancemethod,straycurrentcorrosion.1 理论分析模型和方法1.1.1 交流阻抗法(用于研究混凝土性质)在高压或大电流直流电通过金属导体时,由于混凝土既是电介质又是电解质。它的主要成分金属导体下面支撑架的绝缘强度不够而导致部分电是硅酸盐和各种金属氧化物,它们是绝缘体。因此,流通过支撑架流出,这种流失电流的方向是散乱的,可以通过研究其电容来了解其结构和性能。它在水称为杂散电流。杂散电流在地铁中具有特别的重要化过程中形成的孔溶液(pH接近13)中存在大量的-性,又称地铁迷流。它往往会因此造成远处的水
5、管OH离子和碱金属,碱土金属离子又能形成离子电等其它金属构件的腐蚀。导,因此,可以通过研究其电阻来了解其结构与性能,上海地铁于20世纪90年代开始建设,已吸收了国两者结合在一起,可以用交流阻抗来描述其性能:内外地铁防迷流的经验,一方面,在供电系统的设计阶阻抗段对杂散电流产生的源头进行控制;另一方面,对杂散1Z=R-i电流的作用物加强保护,如对金属表面涂复绝缘保护2πfc层,或采用电化学方法如阴极保护等来进行防护。除阻抗随频率而变,根据其随频率变化的性质可以进此以外,一个重要的防护措施是通过在混凝土中掺加一步获得更多的信息。阻抗随频率的特性可用下图
6、粉煤灰掺合料的方法对地铁中的混凝土结构的电性能描述:进行改进,而这一方法最经济、最简便。Nyquist图以阻抗Z的实部Z′为横坐标,以虚部由于在轨道和地之间有混凝土轨枕来隔离,因此Z″为纵坐标,频率不明显标示在图中,这是一张复平轨枕的绝缘性能对这一部分杂散电流腐蚀有重大的影面图,不同频率下测得的阻抗逐点表示在图上,其典响。本项目主要研究这种情况下的杂散电流强度。型图如图1。1.1 杂散电流研究中应用的电化学方法简介 它由高频半圆和低频斜线组成,从此图中高频·63·©1994-2008ChinaAcademicJournalElectronicP
7、ublishingHouse.Allrightsreserved.http://www.cnki.net26mVIk=Rp 从腐蚀电流Ik可以计算钢筋每年的失重:2失重=9.126Ik·mgPcm·a1微安的腐蚀电流相当于每年每平方厘米表面腐蚀010116mm。1.1.3 线性极化法(用于研究钢筋锈蚀)在自然状态下,钢筋与任一参比电极组成一个电池。其电位差称为腐蚀电位Ek,在钢筋上外加电图1Nyquist图位,其范围在腐蚀电位Ek±20mV之间,测量其电极限下的电阻值可以求得孔溶液电阻Rs,从高频半流。因为外加电位极小,电位和电流之间呈线性关圆
8、的直径可以得到电解阻抗Rcl,从高频半圆顶点的系,故称为线性极化法。电位和电流之比称为极小频率的倒数可以得到时间常数τ,因为τ=Rcl×
