混凝土结构的腐蚀控制技术研究

影响混凝土结构耐久性的主要原因是环境中腐蚀性介质对结构所造成的损伤,这种损伤是由于腐蚀性介质与结构材料之间发生复杂的化学及电化学反应而形成的。文章基于混凝土结构中钢筋锈蚀的电化学机理,考虑外部能量的输入,分别定义了被动和主动结构腐蚀控制,简要分析了工程结构中常用的被动腐蚀控制技术措施,并对主动腐蚀控制技术如阴极保护法、电化学碱化法以及电化学除氯法等的机理及工程应用进行了归纳研究,为实际工程应用提供了参考和依据。     

青岛海湾大桥下部结构防腐蚀涂层保护

通过青岛海湾大桥工程下部构造预防海水、大气等腐蚀环境的防腐蚀涂层施工,分析了海水、大气等腐蚀环境对海洋环境中的混凝土结构腐蚀的原因,阐述了防腐蚀涂层的防护机理、防腐蚀涂料的基本性能,介绍了青岛海湾大桥工程下部构造防腐蚀涂层的结构设计、施工方法、检测、验收等内容。     

耐候钢及其焊接节点大气腐蚀经时演化预测方法

为了给解决耐候钢桥在应用和发展中所面临的腐蚀问题提供理论方法与对策，针对耐候钢在大气环境中的腐蚀损伤演化特性，通过编制MATLAB程序，建立了基于三维元胞自动机技术的耐候钢焊接节点大气腐蚀经时演化模型。该模型根据耐候钢在大气腐蚀过程中发生的化学反应，将大气腐蚀系统中的关键元素抽象成4种元胞类型，并离散成元胞网格。对母材和焊缝分别定义了不同的元胞邻居类型，模拟了耐候钢焊接节点代表性体元在介观尺度上的腐蚀演化过程，并通过大气暴露试验验证了所提出方法的可行性和有效性，揭示了耐候钢焊接节点腐蚀动力学及蚀坑演化规律，分析了溶解氧浓度和溶解概率对腐蚀损伤的影响。在此基础上提出了耐候钢大气腐蚀经时演化预测方法。研究结果表明：所提出的耐候钢焊接节点经时演化模型稳定可靠，演化规律合理，当时间尺度和空间尺度分别设置为0.2年和100μm时，模拟结果与大气暴露试验数据吻合良好；耐候钢焊接节点的腐蚀损伤主要由溶解概率和溶解氧浓度决定，平均腐蚀深度随溶解概率和溶解氧浓度的增加而增大。所提出的耐候钢大气腐蚀演化预测方法能够较为准确地再现研究对象的大气腐蚀过程，描述和识别研究对象在大气中的腐蚀动力学、腐蚀形态和蚀坑...     

海洋环境下混凝土中氯离子传输规律

为了解决海洋环境下混凝土结构过早腐蚀,达不到服役寿命的问题,通过对海洋环境下不同腐蚀区域、不同暴露时间的混凝土结构进行氯离子质量分数检测,研究了海洋环境下混凝土在不同区域、不同侵蚀时间的氯离子传输规律。结果表明:海洋环境下当侵蚀时间一定时,混凝土的氯离子质量分数由高到低依次为水下区、潮汐区、大气区,但潮汐区的混凝土外观损伤比水下区严重;当腐蚀区域相同时,混凝土中的氯离子质量分数随腐蚀时间的增加而增大,并随深度的增加而减小,最后趋于稳定;在腐蚀时间和腐蚀区域都相同的条件下,混凝土的抗氯离子侵蚀能力随水灰比的增大而减小。     

酸雨腐蚀沥青混合料中矿料的化学机理分析

利用化学反应推导方法探讨酸雨对沥青路面的化学破坏作用,得出了沥青路面中的矿料与酸雨中的酸性物质硫酸和硝酸等发生化学反应的方程式,发现酸雨中的酸性物质与沥青混合料中的酸性和碱性矿料反应都会生成可溶于水的盐类,由此推论酸雨腐蚀对沥青路面早期水损害具有明显的促进作用。     

渭水地区桥梁结构混凝土防腐涂层设计及应用研究

针对渭水地区桥梁结构混凝土腐蚀现状,研发了具有渗透性能强、机械强度高及抗化学介质渗透等特点的防腐涂层,结合渭水地区某高速公路大桥混凝土结构腐蚀病害进行了原因分析和涂层体系设计,并明确质量控制要求,对渭水地区桥梁结构混凝土结构的防腐防护涂装有一定的借鉴意义。     

复合地基控制桥头地基沉降的应用

分析了桥头跳车的原因,介绍了桥头跳车的应对措施。并根据桥头地基沉降的具体情况,采用CFG桩、载体桩2种桩型复合地基对桥头地基沉降进行处理,对其中的控制效果进行观测和分析。结果表明,在桥头地基沉降控制的实际工作中,CFG桩复合地基或载体桩(由混凝土、夯实填充料、挤密土体和混凝土桩一起组成的具有承载作用的桩体)复合地基对沉降有着良好的控制效果,满足了桥头地基沉降控制的实际需要。     

海洋大气环境下悬索桥主缆及吊索的腐蚀特点

介绍了暴露在大气中金属的化学及电化学的腐蚀概念。海洋大气环境中金属，主要是碳素钢和普通低合金的抗腐特点。由应力腐蚀和腐蚀疲劳的概念出发，结合主缆和吊索材料组成和受力特征，阐明在海洋大气环境下主缆和吊索的腐蚀特点。     

汽车零部件表面金属腐蚀磨损失败机理

零件表面在摩擦过程中，表面金属与周围介质发生化学或电化学反应，因而出现物质损失的现象称为腐蚀磨损。腐蚀磨损是腐蚀和摩擦共同作用的结果。其表现的状态与介质的性质、介质作用在摩擦表面上的状态以及摩擦材料的性能有关。腐蚀磨损通常分为氧化磨损、特殊介质的腐蚀磨损、穴蚀及氢致磨损。本文主要探讨前三种磨损。     

海洋环境下混凝土桥梁结构抗氯离子侵蚀耐久寿命预测

氯离子临界浓度是研究海洋环境下混凝土结构耐久性的一个重要参数。文章通过对烟威路沿线海洋环境中桥梁氯离子浓度、混凝土保护层厚度、锈蚀电位、电阻率等与结构耐久性相关的技术指标的检测,确定了该沿线环境下钢筋混凝土桥涵在大气区、浪溅区和水位变动区混凝土中诱发钢筋腐蚀的氯离子临界浓度,在此基础上,提出了利用钢筋表面氯离子浓度检测值预测结构抗氯离子侵蚀耐久寿命方法。     

基于六盘山隧道衬砌混凝土腐蚀破坏分析及对策

宁夏盐渍地区混凝土工程(桥基、隧道)腐蚀破坏比较严重,作者通过现场水质调查分析和综合评价,分析了混凝土腐蚀破坏模式及其机理。针对工程病害以及该地区特殊的地质水文环境,研制了掺有粉煤灰和高效减水剂的双掺耐腐蚀混凝土配方。通过试验确定了这种混凝土性能优于规范中抗硫酸水泥,并接近高抗硫酸水泥,在保证双掺混凝土抗腐蚀性能的基础上降低了工程成本。同时,对隧道衬砌混凝土常见的开裂、渗漏破坏提出了相应的设计、施工建议,取得了较好的社会、经济效益。本文的研究成果为西北盐渍地区混凝土工程腐蚀破坏综合治理提供了经验。     

基于六盘山隧道衬砌混凝土腐蚀破坏分析及对策

宁夏盐渍地区混凝土工程(桥基、隧道)腐蚀破坏比较严重,通过现场水质调查分析和综合评价,分析了混凝土腐蚀破坏模式及其机理。针对工程病害以及该地区特殊的地质水文环境,研制了掺有粉煤灰和高效减水剂的双掺耐腐蚀混凝土配方。通过试验确定了的这种混凝土性能优于规范中抗硫酸水泥,并接近高抗硫酸水泥,在保证双掺混凝土抗腐蚀性能的基础上降低了工程成本。同时,对隧道衬砌混凝土常见的开裂、渗漏破坏提出了相应的设计、施工建议,取得了较好的社会和经济效益。     

动态水化学侵蚀耦合作用下混凝土的力学特性

模拟了动态水环境下硫酸盐和碳酸盐对混凝土的侵蚀作用,进行了混凝土力学性质试验,研究了动态水和侵蚀环境耦合作用下混凝土的腐蚀特性。试验结果表明,动态水和侵蚀溶液的耦合作用对混凝土的侵蚀更加明显。此外,对混凝土的腐蚀机理进行了分析。其研究对处于侵蚀性地下水渗流以及流动水冲刷等环境下混凝土的耐久性设计和应用具有参考价值。     

氯盐渗透下钢拱架锈蚀与喷射混凝土间锈胀力研究

为研究海底隧道初期支护中工字钢在氯离子渗透下严重锈蚀时对结构耐久性的影响，采用室内试验研究工字钢在不同混凝土保护层厚度下锈胀力与锈蚀率的关系以及锈胀的发展过程，再通过数值模拟研究锈胀力作用下的混凝土裂缝、混凝土应力、应变分布规律及胀裂应力变化情况。研究结果表明： 1）相同保护层厚度下，锈胀力随着锈蚀率的增加而增大；锈蚀率相同时，锈胀力随着保护层厚度的增加而增大； 2）工字钢混凝土构件锈胀开裂，裂缝集中于翼缘中部和2个角点区域，翼缘中部的裂缝由外向内发展，2角点区域的裂缝由内向外发展； 3）数值计算得出的混凝土胀裂应力大于试验得到的混凝土胀裂应力。     

高氯盐地区混凝土掺和料优选试验研究

在阐述提高混凝土抗氯盐腐蚀的途径与机理的基础上,基于普通混凝土、复合掺和料与纤维混凝土等系列试验,重点研究各类掺和料对混凝土抗氯离子腐蚀的影响,在此基础上对高氯盐地区的混凝土掺和料进行优选,采用优化后的材料可以提高混凝土工程的质量,更好地服务于工程建设。     

酸碱和冻融双重腐蚀下混凝土力学效应的试验研究

在酸碱和冻融双重腐蚀条件下,进行了混凝土室内模拟试验。通过对混凝土的表面腐蚀现象、单轴抗压强度以及应力—应变关系的探讨和分析,结果表明:强酸和强碱均对混凝土具有明显的腐蚀性;酸碱和冻融循环腐蚀在不同时期分别占据主导作用,双重腐蚀加速了混凝土力学性能的劣化。同时,对酸碱和冻融腐蚀的机理进行了分析。本文的研究对混凝土在复杂环境条件下的设计和工程应用具有重要参考价值。     

某钢筋混凝土桥钢筋锈蚀产生原因及修补方法

介绍某钢筋混凝土桥钢筋锈蚀情况,分析钢筋锈蚀产生的原因,说明混凝土碳化和梁体裂缝对钢筋锈蚀的影响,并提出钢筋锈蚀的修补方法.     

海洋环境下混凝土中钢筋加速锈蚀研究

为研究海洋环境下氯离子渗透导致混凝土中钢筋电化学腐蚀行为、锈胀裂缝发展及锈斑分布情况,同时为青岛地铁高性能混凝土配合比的优化及耐久性能提供试验依据,设计了上置腐蚀溶液槽的钢筋混凝土试件,并针对C40、C50、C50S和C55 4类钢筋混凝土试件开展恒电位加速试验。试验结果表明： 采用本试验方法加速钢筋混凝土锈蚀,靠近混凝土保护层一侧的钢筋锈蚀严重,钢筋出现点蚀现象,与自然环境下钢筋锈蚀情况一致; 依据交流阻抗谱图拟合的钢筋电荷转移电阻随腐蚀时间增加而下降,依据计算的腐蚀电流密度,测试的钢筋电流演变拐点可确定C40、C50、C50S和C55混凝土中钢筋脱钝时间分别为60～70、80～90、90～100、100～110 h,钢筋混凝土锈胀开裂时间分别为120、136、176、264 h; 采用图像处理软件依据灰度值不同可实现锈斑分布的定量计算,混凝土护筋能力排序为C55>C50S>C50>C40。