论文摘要
钢筋混凝土是当今社会用量最大的工程材料。钢筋在混凝土中的腐蚀破坏是导致现代钢筋混凝土结构过早失效的最主要原因,己被公认为一个世界性难题。钢筋腐蚀对工程结构耐久性造成极大的威胁,给人民生命安全带来重大隐患,造成巨大经济损失,是关系国计民生的重大问题,引起了越来越多的学者和工程技术人员的关注。应当看到,钢筋腐蚀破坏是混凝土保护层覆盖下的钢筋的电化学腐蚀,通过钢筋腐蚀产物将混凝土保护层胀裂,环境侵蚀介质通过保护层混凝土的渗透性侵入。本文在总结前人研究成果的基础上,对钢筋腐蚀与防护做了一些研究,主要开展了以下两个方面的工作。鉴于过去杜拉纤维和改性聚丙烯纤维对钢筋混凝土中钢筋腐蚀影响研究较少的现状,本文研究了杜拉纤维和改性聚丙烯纤维对钢筋混凝土抗压强度、碳化和对钢筋腐蚀的影响,同时用正交多项式做最小二乘拟合,得出拟合曲线,初步探讨了杜拉纤维和改型聚丙烯纤维对钢筋腐蚀的影响。结果表明,掺入杜拉纤维和改性聚丙烯纤维对混凝土块的抗压强度有提高,最高可以提高9.3%,当纤维超过1Kg/m3后有下降的趋势。对杜拉纤维和改性聚丙烯纤维来说,掺量都不宜超过1Kg/m3混凝土;随杜拉纤维和改性聚丙烯纤维掺量增加,杜拉纤维和改性聚丙烯纤维的掺入对钢筋混凝土块中钢筋的腐蚀有一定的抑制作用。由钢筋腐蚀的半电池电位可以看出,未掺入纤维的混凝土块中,钢筋腐蚀的半电池电位较小,而其它加入了杜拉纤维的钢筋混凝土块钢筋半电池电位接近-200mV。在杜拉纤维和改性聚丙烯纤维掺量不大于1Kg/m3时,随纤维掺量的增加,钢筋混凝土中钢筋的半电池电位增加,当大于1Kg/m3时钢筋的半电池电位有下降的趋势。这是因为纤维的桥接作用阻止了混凝土裂纹的产生,减少了裂纹源的数量和混凝土内部缺陷,改善了混凝土的品质,提高了混凝土的密实性,减缓了外界的腐蚀性介质氯离子、氧气、水分等扩散到钢筋表面的速度,降低了钢筋表面电位差造成的电化学腐蚀速度,提高了钢筋的耐腐蚀性。钢筋阻锈剂是抑制钢筋腐蚀的有效措施之一,但许多高效阻锈剂还需要进口,因而阻锈剂的价格较高,影响了推广使用。由于钼酸盐低毒和较好的缓蚀作用,本文研究了钼系阻锈剂。钼酸盐价格较贵,单独使用时所需剂量大、成本高,本文主要以钼酸钠为主,另外选取二乙烯三胺、丙烯基硫脲、1,4-丁炔二醇的复配,根据最优化设计来进行搭配形成更加有效的阻锈剂,以减少钼酸盐的用量,进一步提高阻锈效果。用电化学的方法对掺入阻锈剂和未掺入阻锈剂的混凝土试块中钢筋腐蚀程度进行了定量和定性的表征,实验得到了钼系阻锈剂的最佳复配组合,优化出效果较好的钼系阻锈剂,实验表明阻锈剂的加入对抑制钢筋腐蚀有明显作用。通过优化复配得到了钼系阻锈剂的最佳阻锈配方为:钼酸钠含量是0.3g/L,二乙烯三胺含量是30mL/L,丙烯基硫脲含量是1.6g/L,1,4-丁炔二醇含量是2g/L。模拟液验证试验表明掺入此阻锈剂后模拟液中的钢筋腐蚀失重率42d时仅为0.0906%,远小于不掺入此阻锈剂的模拟液中的钢筋腐蚀失重率42d时的0.2857%,阻锈剂的掺入对抑制钢筋腐蚀有明显作用;同时对聚丙烯纤维和阻锈剂同时掺入时对钢筋腐蚀影响进行了研究,得出了两者同时掺入的最佳复配组合。