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钢筋锈蚀率对桥梁结构耐久性的影响分析
| 论文题名： | 钢筋锈蚀率对桥梁结构耐久性的影响分析 |
| 关键词： | 钢筋混凝土桥梁;腐蚀速率;电化学检测;耐久性评价;钢筋锈蚀;耐久性 |
| 摘要： | 钢筋锈蚀是造成钢筋混凝土结构损害的最主要因素之一，对大量钢筋混凝土结构的建筑造成了难以估量的经济损失及巨大的安全隐患。探究混凝土内钢筋锈蚀机理，并以此为基础得到有工程实用价值的钢筋混凝土耐久性影响分析方法，更好地对工程中检维修策略提供依据成为亟待解决的问题。 本文针对钢筋锈蚀对钢混桥梁服役耐久性的影响开展研究，首先选取不同影响因素:钢筋类型、混凝土覆盖层厚度、混凝土中孔隙液pH值以及氯离子浓度进行加速锈蚀实验。进而利用电化学检测、力学性能检测方法对钢筋锈蚀情况进行评估，深入分析了这些影响因素对钢筋锈蚀的影响规律。在此基础上，提出了一种基于电化学检测及有限元分析技术的钢筋锈蚀程度定量评价方法，可为开展钢混桥梁结构安全和耐久性评价提供参考和借鉴。 1、pH值及氯离子的入侵均为锈蚀的主要影响因素。随着模拟孔隙液pH值的降低，钢筋腐蚀电流密度增大。裸筋时，pH为9.7的腐蚀电流密度平均为pH11.5的2～4倍左右，为pH=12.5的15～25倍左右。混凝土试件中，pH值为9.7的试件腐蚀速率约为pH值为11.5及12.5情况的4～5倍。 2、氯离子的入侵不仅能使腐蚀速率增大，还会加快钢筋表面钝化膜的破坏，使腐蚀速率大幅上升的时间从45天提前到了3天，腐蚀速率平均增加4～5倍。失重率对于氯离子的入侵表现比较敏感，pH值为9.7的腐蚀液内钢筋的失重率，是否有氯离子的入侵数值相差约为15％左右，而pH值为125的相差4倍左右。 3、钢筋表面螺纹及混凝土覆盖层厚度对锈蚀速率的影响小于其它因素，螺纹钢筋的腐蚀电流密度略高于光圆钢筋。对于相同pH不同覆盖层厚度的试件，覆盖层厚度为10mm的试件表面钢筋电流密度约为覆盖层厚度为50mm试件的1～2倍。螺纹钢的失重率大约是圆钢筋的1～3倍之间。 4、在实验数据分析基础上，对选取的肖从真理论模型及矿业大学统计模型进行了修正，加入了混凝土孔隙液pH值、钢筋加速锈蚀实验浸蚀时间两个影响因素，使修正后的模型更符合钢筋锈蚀规律。 5、提出了一种基于电化学检测及有限元分析技术的钢筋锈蚀程度定量评价方法，把钢筋锈蚀率-电位信号-钢混结构变形有效对应起来，首先通过一个实例验证了方法的可行性，之后对本实验的钢筋混凝土试件进行了建模模拟，得到了覆盖层分别为10mm及50mm时的应变值变化情况预测经验公式，使评价结果更加有效。 |
| 作者： | 张禹 |
| 专业： | 流体机械及工程 |
| 导师： | 孟波 |
| 授予学位： | 硕士 |
| 授予学位单位： | 北京化工大学 |
| 学位年度： | 2013 |
| 正文语种： | 中文 |
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