混凝土电阻率影响因素及钢筋混凝土锈蚀损伤形态研究

论文摘要

钢筋的腐蚀是一个电化学反应过程,在该过程中混凝土是电通路的重要组成部分。因此,混凝土的电阻率对钢筋的腐蚀速度有着极为重要的影响。钢筋混凝土锈蚀损伤形态是锈蚀混凝土结构评估的基础,对混凝土寿命预测有重要意义。本论文通过试验,对混凝土电阻率影响因素及钢筋混凝土锈裂损伤形态规律进行了研究。研究内容及成果如下:(1)混凝土电阻率影响因素研究主要考虑单方混凝土水泥用量、水灰比、粉煤灰掺量、磨细矿渣掺量以及硅灰掺量等材料因素对混凝土电阻率的影响。利用RESI四电极混凝土电阻率测试仪测量了两种环境下混凝土的电阻率,测试结果表明上述因素对混凝土电阻率都有一定影响。其中,水灰比以及矿物掺合料对混凝土电阻率影响明显。混凝土电阻率随水灰比的增大而降低,随掺合料的掺量增大而增大。3种掺合料中,硅灰对混凝土电阻率的影响最为显著。较小的硅灰掺量就能够极大提高混凝土的电阻率。粉煤灰和磨细矿渣在较大掺量的情况下也能够明显提高混凝土的电阻率。(2)钢筋混凝土锈蚀损伤形态研究主要考虑3种水灰比、3种钢筋直径、3种保护层厚度以及掺入40%粉煤灰、1%瓦克有机硅粉等因素对钢筋混凝土锈蚀损伤形态的影响。通过电化学方法对42个钢筋混凝土试件进行钢筋锈蚀试验,分析钢筋锈蚀后混凝土保护层斜裂缝、垂直裂缝以及试件侧面裂缝的开展规律。此外,在表面裂缝宽度为0.2mm、0.4mm、0.7mm、1.0mm以及1.5mm时,分别破型一个试件,取出钢筋,通过除锈确定钢筋锈蚀率,得出钢筋锈蚀率与裂缝宽度的关系模型。试验中发现,上述因素对钢筋混凝土裂缝初裂时间、发展速度以及裂缝开展形态都有一定影响。

论文目录

• 摘要
• Abstract
• 1 绪论
• 1.1 混凝土结构钢筋腐蚀研究的重要意义
• 1.2 混凝土中钢筋腐蚀的研究内容及现状
• 1.2.1 混凝土中钢筋腐蚀机理
• 1.2.2 钢筋腐蚀速度表示方法
• 1.2.3 钢筋的腐蚀速度影响因素
• 1.2.4 钢筋腐蚀速度预测模型
• 1.2.5 混凝土电阻率影响因素
• 1.2.6 混凝土电阻率模型
• 1.2.7 钢筋腐蚀导致混凝土开裂
• 1.3 本文的研究内容
• 1.3.1 混凝土电阻率进影响因素研究
• 1.3.2 钢筋混凝土锈蚀损伤形态研究
• 2 混凝土电阻率影响因素试验研究
• 2.1 引言
• 2.2 混凝土电阻率测试方法
• 2.3 试验方案设计
• 2.3.1 配合比及试验方法
• 2.3.2 试件成型及养护
• 2.3.3 测量仪器及方法
• 2.3.4 环境条件
• 2.4 试验测试结果及分析
• 2.4.1 水泥用量对混凝土电阻率的影响
• 2.4.2 水灰比对混凝土电阻率影响
• 2.4.3 矿物掺合料对混凝土电阻率的影响
• 2.5 本章小结
• 3 钢筋混凝土锈蚀损伤影响因素研究
• 3.1 引言
• 3.2 试验目的
• 3.3 试验方案设计
• 3.3.1 考虑因素
• 3.3.2 试件设计
• 3.3.3 通电方法
• 3.3.4 钢筋锈蚀率确定方法
• 3.3.5 试验用材料参数
• 3.3.6 试件配合比
• 3.4 试件成型
• 3.5 试件强度测试
• 3.6 试验现象及原理分析
• 3.7 钢筋通电电流分析
• 3.8 试验数据分析
• 3.8.1 混凝土水灰比对钢筋锈蚀开裂形态的影响
• 3.8.2 不同保护层厚度对锈蚀开裂的影响
• 3.8.3 钢筋直径对混凝土锈蚀开裂的影响
• 3.9 加速锈蚀特点
• 3.10 本章小结
• 4 矿物掺合料对钢筋混凝土锈蚀损伤的影响
• 4.1 引言
• 4.2 试验目的
• 4.3 试验方案设计
• 4.3.1 试验材料
• 4.3.2 试件配合比设计
• 4.3.3 试件设计
• 4.3.4 试件通电方式
• 4.4 试件强度测试
• 4.5 钢筋通电电流分析
• 4.6 矿物掺合料对钢筋混凝土锈蚀损伤的影响
• 4.6.1 开裂先后顺序
• 4.6.2 损伤形态分析
• 4.7 本章小结
• 5 总结与展望
• 5.1 本文结论
• 5.2 展望
• 参考文献
• 攻读硕士学位期间发表学术论文情况
• 致谢