氯离子腐蚀混凝土中钢筋的腐蚀

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1、氯离子腐蚀混凝土中钢筋的腐蚀-第1部分：加速和自然环境下的实验研究土木与环境工程学院，威特沃特斯兰德大学，Johannesburg,南非土木工程系，开普顿大学,Rondebosch,南非摘要：平行腐蚀试验已经进行了两年，露出210梁（120×130×长375毫米）的一半在实验室加速腐蚀（干湿循环）另一半在海洋潮湿区接受自然腐蚀。实验变量是裂缝宽度（0，初始裂缝，0.4、0.7毫米），覆盖面C（20，40毫米），粘结剂类型（PC、PC／矿渣，PC/FA）和水胶比（0.40，0.55）。结果表明，腐蚀速率（icorr）受以下方式实验变量的影响：腐蚀随裂缝宽度的增加而增加，并随着混凝土的质

2、量和覆盖深度的增加而降低。研究结果还显示，混凝土在野外环境下的自然腐蚀的腐蚀性能不能推断出其在实验室加速腐蚀的性能。其他因素，如腐蚀进程也应考虑在内。关键词：腐蚀速率预测，氯离子侵蚀，加速腐蚀，自然腐蚀，腐蚀，混凝土裂痕1引言钢筋锈蚀是温度、海洋和工业环境中钢筋混凝土结构的主要破坏机制之一。对于投资者和工程师来说，它已成为一个主要的耐久性问题。如果不减弱这种侵蚀性，它会加速钢筋混凝土结构的恶化，可能会导致一系列相关的严重后果，包括但不限于开裂和混凝土保护层剥落，钢筋截面面积损失，降解的钢-混凝土界面粘结，最终减少钢筋混凝土结构的使用寿命。另外在维护、修理或更换时，需要花费很高的费用，

3、而且会对害公共安全有威胁。即使在钢筋混凝土结构中钢筋锈蚀的主要因素是二氧化碳入口（碳化引起的）或氯（氯离子引起的），后者是在钢筋混凝土结构中钢筋锈蚀的主要原因。值得注意的是，氯离子引起的腐蚀对所研究的结构造成的损害是比较大的，并在一个相对较短的时间内（在结构满足其目标服务寿命），有可能成为最终导致失败的因素（根据预先定义的极限状态）。2、实验细节2.1、实验变量和混合比例平行腐蚀试验露出210束标本（120×130×375毫米）的一半进行加速实验室腐蚀（循环3天用5%的NaCl溶液润湿跟随开普敦4天空气干燥），另一半则被留在的海洋潮汐区自然腐蚀（表湾港）。使用五种不同的混凝土使我们的

4、横梁的W/B比（0.40和0.55），和三种粘结剂（100%CEMI42.5N普通波特兰水泥（PC），50/50/70/30的矿渣微粉和PC的PC/FA）。0.55w/b比是不能用于电脑制作标本。高产量强度直径为10毫米的钢筋嵌入在每个光束。在表1中给出了混凝土配合比的总结和选定的具体性能。其他实验变量包括盖深度（20和40毫米）和裂缝宽度（0，早期裂缝，0.4和0.7毫米）。早期裂缝是指由梁试样三点荷载引起的裂缝，然后卸载。虽然以前的研究已经表明，裂缝宽度≤0.3毫米容易自愈[17–19]，初始裂纹试样由于缺乏AP适当的测试设备，量化裂缝自愈是不可能的。此外，对于更深的覆盖面（40

5、毫米）再加上裂纹愈合的敏感性，可以预料的是，早期裂缝会对腐蚀离子的速率有微不足道的影响。因此，20毫米覆盖面的初期裂痕的标本仅用于实验室和野外标本。钢棒两端均覆盖有电镀带和环氧树脂—涂层提供了一种有效的暴露的表面面积大约86平方厘米（长约27.5厘米的圆周表面）。在铸造之前、这种棒将会被清洗并且用一个直径10毫米长150毫米的不锈钢棒放置在每个光束在铸造过程中（见图1）作为反电极的腐蚀速率测量。材料（千克/立方米）粘合剂组合物100%PC50/50PC/GGBS70/30PC/FAw/b比0.400.400.550.400.55混合标签PC-40SL-40SL-55FA-40FA-5

6、5Portlandcement,PC(CEMI42.5N)500231168324236Groundgranulatedblastfurnaceslag(GGBS)-231168--Flyash(FA)---139101Fineaggregate:Klipheuwelsand(2mmmax.)529749855749855Coarseaggregate:Granite(13mmmax.)9601040104010401040Water200185185185185Superplasticizera(SP)2.1b(0.4)c1.8(0.4)0.3(0.1)0.4(0.1)-Slump

7、(mm)1201051508520028-daycompressivestrength(MPa)58.2(3.0)d48.1(2.0)35.3(0.9)50.7(0.9)28.6(1.9)2.2活性腐蚀状态的诱导经过28天的水养护（在23°2°C）和10天空气干燥（温度：25°C，相对湿度为：50°5%）在实验室，并在开裂前的梁试样，阳极电流（IC）是用以启动活性腐蚀率（即消除腐蚀起始阶段）在所有210束标本。设置用于启动活性腐蚀在标本中使用集成电路如图1