【摘要】：鋼筋銹蝕是導致混凝土結構耐久性問題的主要原因,對鋼筋銹蝕的正確檢測是評價混凝土結構剩余壽命和維修最重要的依據(jù)。本文在綜述鋼筋銹蝕原因、起銹檢測方法及銹蝕速率表征的基礎上,基于金屬銹蝕力學辨識方法,自主設計加工了近500組弓型裝置對金屬起銹和銹蝕速率特征規(guī)律展開研究,主要內容和成果如下:1、完善金屬銹蝕力學辨識原理數(shù)學推導過程;基于該原理辨識裝置(弓型裝置)開發(fā)一種應力校準平臺,提高弓型裝置成型效率且控制平行裝置變異性在1%以內;采用多普勒激光測振儀(LDV)動態(tài)測量技術精準確定弓型裝置拉力,且實時監(jiān)測分析可忽略弓型裝置應力松弛的影響,確保弓型裝置的可行性。2、基于弓型裝置的電化學方法、表觀目測法和力學方法在辨識起銹方面兩兩之間具有正相關性,電化學方法和力學方法在銹蝕速率方面同樣具有正相關性;對力學測量結果進行統(tǒng)計分析,表明力學方法具有良好的穩(wěn)定性和變異性;與實際混凝土結構鋼筋銹蝕歷程進行對比分析,表明基于弓型裝置的力學測試方法效率高成本低且反應敏銳。3、基于弓型裝置,探討了鋼絲預拉力水平、鈍化程度以及氯離子和氫氧根離子濃度及其耦合作用對起銹時間和銹蝕速率的影響,結果表明:(1)弓型裝置拉力水平越接近極限拉力,力學辨識效果越靈敏。(2)為了客觀高效的辨識銹蝕速率可通過斷裂時間t_r計算銹蝕速率。(3)鈍化時間對鋼絲銹蝕影響顯著,主要原因是鋼絲表面的鈍化膜生長規(guī)律導致:先沿徑向生長再沿厚度生長,同時鈍化膜在鋼絲表面覆蓋程度與腐蝕程度也具有顯著聯(lián)系;該分析基于鋼絲表面鈍化膜微觀形貌大致得以證實。(4)Cl~-與pH對于鋼絲銹蝕具有交互作用,Cl~-的增加表現(xiàn)為侵蝕破壞作用的增強,pH的增加表現(xiàn)為“保護”作用的增強;隨著兩者耦合作用的惡化,銹蝕發(fā)生與演變隨之加快,惡化到一定程度鋼絲會表現(xiàn)為全局腐蝕,反而延緩鋼絲斷裂失效速率。(5)金屬材料臨界氯離子濃度不僅與Cl~-/OH~-比值有關,還有其他環(huán)境因素有關;同時臨界氯離子濃度與時間也存在關聯(lián)性。(6)鈍化的金屬材料,在Cl~-作用下發(fā)生點蝕,點蝕數(shù)量及出現(xiàn)順序對鋼絲銹蝕進程具有顯著影響。
【圖文】：

圖 1-1 鋼筋銹蝕原因 (a)氯離子侵蝕作用，（b）碳化作用 T[27]等人采用模擬孔溶液通過電化學測量方法研究不同銹蝕的影響，，發(fā)現(xiàn)模擬孔溶液中 HCO3-離子可以提高鈍剛[28]等人，通過配制含不同 pH（11.46、11.31、9.78）和出了介質 pH 的降低和 Cl-含量的上升會導致鋼筋腐蝕驗結果。表 1-1 列出了部分學者研究鋼筋銹蝕所采用的具體為：Moreno M 等人[29]通過極化電阻技術，研究不腐蝕敏感性，結果表明，高堿度有利于抑制由氯離子引表面不易鈍化，而在 CO32+和 HCO3-含量較高的情況下引起的點蝕。Huet B 等人[30]通過電化學方法，研究 pH 值響，研究發(fā)現(xiàn)，pH 值較高的模擬孔溶液，鋼筋表面的氯離子的模擬孔隙液，鋼筋表面的鈍化膜被破壞；同時

圖 2-1 腐蝕環(huán)境中金屬機體截面面積的時變曲線在腐蝕介質中，銹蝕孕育階段結束，銹蝕發(fā)展階段開始，金屬食，截面積隨時間下降，直至在拉力作用下斷裂失效，整個腐變化曲線如圖 2-1 所示。橫坐標為時間 t，縱坐標為鋼筋本體的的函數(shù)。當金屬機體所受拉力小于 Fmax或金屬試件直徑大于孕育階段后“斷裂”還需要定量的時間，若能通過其他方法確脫鈍或初始銹斑），那么該時間為 ts，金屬試件銹蝕發(fā)展至抗 ∈ ( , ，金屬試件機體的截面面積 ( ) < ( ) = 0，且0( ) ( )t sA t A v t t0( )tsA A tvt t
【學位授予單位】：深圳大學
【學位級別】：碩士
【學位授予年份】：2018
【分類號】：TU375

【參考文獻】

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本文編號：2645032