张力对斜拉桥拉索镀锌钢绞线腐蚀行为影响

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1、万方数据第13卷第3期2007年8月电化学ELECTROCHEMISTRYV01．13No．3Aug．2007文章编号：1006-3471(2007)03-0297-05张力对斜拉桥拉索镀锌钢绞线腐蚀行为影响黎学明h，周杰敏1，刘强1，孔令峰1，周建庭2(1．重庆大学化学化工学院，重庆400030；2．重庆交通大学土木建筑学院，重庆400047)摘要：应用伏安极化法和中性盐雾腐蚀试验研究了张力作用下斜拉桥拉索镀锌钢绞线在5％NaCI溶液中腐蚀行为．腐蚀产物理化性质由XRD、TG．DTA等测试表征．结果表明，镀锌钢绞线的腐蚀电

2、流，即腐蚀速率随试验前施加的张力增加而增大，其产生白锈的盐雾试验周期小于1，经15—22kN张力作用后的镀锌钢绞线，产生红锈的盐雾试验周期为16，而经0、10kN张力作用的钢绞线，产生红锈的周期则延长至23，钢绞线腐蚀产物主要是zn5c12(OH)8·H20、Zn。(C03)(OH)6·H20和ZnO．关键词：斜拉桥；拉索；钢绞线；腐蚀行为中图分类号：TGl74．3文献标识码：A斜拉桥是一种跨越能力大、结构轻巧美观、受力明确、空气动力稳定性好、结构型式简洁的桥型【1引，其拉索则是桥梁的主要承重结构，它的耐久性将直接影响全桥安

3、全．目前，用于斜拉桥拉索的钢绞线主要有全裸钢绞线、环氧涂漆钢绞线和镀锌钢绞线3种类型，其中镀锌钢绞线因其抗拉强度高、延伸率好、松弛值低、应力损失小、抗疲劳性能优良、防护能力强等诸多特点而被广泛应用．然而，作为拉索，不仅长期暴露于自然环境并且承受交变载荷，索内钢绞线极易遭受环境腐蚀，影响桥的安全和使用寿命，严重者则导致重大事故发生∞剖．对此，Honshu—Shikoku桥梁管理部门KJ已就其监护的10多座斜拉桥开展了预防性维护研究，提出诸如防腐蚀涂层、拉索除湿、静态和动态监测等维护措施；而HamiltonHR和BartonSC

4、等∞。71则采用人工加速腐蚀试验方法评价拉索耐蚀性，重点探讨不同负载作用下拉索的全面腐蚀、腐蚀破裂和氢脆，比较试验样品腐蚀前后失重、氢浓度和可变载荷等方面的变化；SuzumuraK等哺1研究了镀锌钢绞线腐蚀行为的环境影响因素，指出当相对湿度小于60％时，镀锌钢绞线不会发生腐蚀，而处于湿润或浸湿环境中的钢绞线，其表面镀锌层寿命约达10年，但如环境中存在大量NaCl或温度升高均会显著加速钢绞线的腐蚀．本文拟在前期工作基础上，探讨斜拉桥拉索镀锌钢绞线在5％NaCl溶液中张力作用下的腐蚀行为，进而评价其耐蚀性，这对延长斜拉桥拉索使用

5、寿命和提高桥梁安全性研究具有重要参考意义，而相关研究迄今国内尚未见报导．1实验1．1仪器、材料与试剂电化学工作站(CHl660B，上海辰华)、盐雾腐蚀试验箱(YWX／Q750C，无锡苏南试验设备有限公司)、微机控制电子万能试验机(CMTSl05，深圳三思材料检测有限公司)、酸度计(pHS-25，上海雷磁)、电子天平(AL204，MettlerToledo公司)、热重．差热分析仪(DTG-60H，13本岛津)、x射线衍射仪(XRD-6000，日本岛津)．镀锌钢绞线由重庆万桥交通科技发展有限公司提供，成分：0．75％～0．85％

6、C，0．12％～0．32％Si，0．60％一0．90％Mn，P≤0．025％，S≤0．025％，Cu≤0．20％；西=5mm；抗拉强度：≥1570MPa；屈服强度：≥1330MPa．使用前两端作镦收稿日期：2007-01·16，修订日期：2007-03-08木通讯作者，Tel：(86-23)65106558，E-mail：xuemingli@cqu．edu．cn重庆市交通委员会科技计划项目、重庆市自然科学基金(2004BB6056)资助万方数据电化学2007正头处理．氯化钠、氢氧化钠、盐酸、氨水等均为分析纯．1．2电化学腐蚀

7、实验用专用夹具固定5根两端镦头镀锌钢绞线于万能试验机上，夹具结构见文献[7]．分别施加0、10、15、20、22kN张力，此处22kN是钢绞线屈服强度的1／1．2(材料安全系数)．应用极化法由Tafel直线外推测定室温下不同张力作用时镀锌钢绞线的腐蚀电流．三电极体系，研究电极为镀锌钢绞线(工作面积3．14cm2)，铂环为辅助电极，Ag／AgCl电极为参比电极，腐蚀液为5％NaCl溶液(pH=7)，电化学腐蚀实验装置如图1所示．扫描电位范围一1．21一一0．91V，扫速10mV·s一，极化前腐蚀试验体系预先稳定5～10min．

8、图1电化学腐蚀实验装置示意图FiglSchematicdrawingofelectrolyticcellincorrosiontest1．3中性盐雾腐蚀试验(NSS)将经过张力作用后的镀锌钢绞线连同夹具置于盐雾腐蚀试验箱中，以“喷12h一停12h”为一个喷雾周期，每隔一周期检查钢绞线腐蚀状