硅烷表面防水处理对混凝土中钢筋锈蚀的影响

论文摘要

混凝土结构耐久性能的劣化造成结构可靠性和安全性显著降低,极大地危害了结构的正常使用。耐久性已成为我国工程建设领域所面临的严峻问题。引起混凝土耐久性劣化的因素很多,其中钢筋锈蚀是导致混凝土结构耐久性降低的主要原因之一。由于钢筋锈蚀,大量混凝土结构不得不维修或拆除,甚至发生倒塌,造成巨大的经济损失。因此,对混凝土中钢筋的锈蚀进行检测和评价并采取行之有效的防护与修复措施,对于改善混凝土结构的耐久性具有重大意义。本文针对混凝土中钢筋的锈蚀,较为全面地介绍国内外研究现状,分析了混凝土中钢筋锈蚀机理。采用半电池点位法、极化电阻法及失重法对钢筋的锈蚀状况进行检测,研究在外界氯离子、内掺氯离子、干湿循环、裂缝及碳化等单一和复合因素作用下,混凝土中钢筋的锈蚀发展规律及硅烷表面防水处理对钢筋锈蚀的影响,重点讨论了硅烷表面防水处理对不同环境条件下钢筋锈蚀的影响。试验结果表明:（1）硅烷表面防水处理能够降低由外界氯离子侵蚀混凝土引起的钢筋锈蚀的概率和速率,延迟钢筋开始锈蚀的时间,降低锈蚀钢筋的质量损失率;（2）硅烷表面防水处理对混凝土内掺氯离子引起的钢筋锈蚀影响甚微,但它能够显著降低内掺氯离子混凝土在干湿循环条件下钢筋锈蚀的速率,减轻钢筋锈蚀的程度;（3）先进行硅烷表面防水处理后诱导裂缝的试件中钢筋的锈蚀程度大于先诱导裂缝后进行硅烷表面防水处理的试件。两组试件中钢筋质量损失率由大到小排列为:MWC4-0.6＞MCW4-0.6＞MWC4-0.4＞MCW4-0.4＞MWC1-0.6＞MWC1-0.4＞MCW1-0.6＞MCW1-0.4（4）在碳化、裂缝和水的干湿循环的复合因素作用下,硅烷溶液表面防水处理也能在一定程度上降低钢筋锈蚀的速率,从而提高了混凝土的耐久性;（5）对于未进行硅烷溶液防水处理的试件,随着混凝土水灰比的增大,钢筋的锈蚀程度加重。水灰比从0.4增大到0.6,钢筋的锈蚀速率增加了两倍左右。对于进行硅烷溶液防水处理的混凝土试件,水灰比对钢筋锈蚀的影响不明显。

论文目录

• 摘要
• Abstract
• 第1章 绪论
• 1.1 混凝土中钢筋锈蚀的严重性
• 1.2 混凝土中钢筋锈蚀研究概况
• 1.3 混凝土表面防水处理与钢筋锈蚀
• 1.4 硅烷溶液防水剂
• 1.5 本课题的研究目的和主要研究内容
• 第2章 混凝土中钢筋的锈蚀
• 2.1 混凝土中钢筋锈蚀的机理
• 2.1.1 混凝土中钢筋表面钝化膜的形成
• 2.1.2 混凝土碳酸化诱发钢筋锈蚀的机制
• 2.1.3 氯化物侵蚀诱发钢筋锈蚀的机制
• 2.2 混凝土中钢筋锈蚀的电化学分析
• 2.3 混凝土中钢筋锈蚀的破坏形式
• 2.3.1 红锈
• 2.3.2 黑锈
• 2.3.3 坑蚀
• 第3章 混凝土试件的制备与试验方法
• 3.1 试验设计
• 3.2 混凝土试件的制备
• 3.2.1 原材料
• 3.2.2 混凝土配合比
• 3.2.3 试件的成型和养护
• 3.3 试验方法
• 3.3.1 半电池电位检测技术
• 3.3.2 线性极化技术
• 3.3.3 失重法
• 3.3.4 加速碳化试验
• 3.3.5 诱导裂缝试验
• 3.3.6 混凝土表面防水处理试验
• 3.3.7 混凝土毛细吸水试验
• 第4章 外界氯离子引起的钢筋锈蚀
• 4.1 试验流程
• 4.2 试验结果分析及讨论
• 4.2.1 硅烷表面防水处理对持续氯离子侵蚀引起的钢筋锈蚀的影响
• 4.2.2 硅烷表面防水处理对干湿循环-氯离子侵蚀引起的钢筋锈蚀的影响
• 4.3 本章小结
• 第5章 内掺氯离子引起的钢筋锈蚀
• 5.1 试验流程
• 5.2 试验结果分析及讨论
• 5.2.1 硅烷表面防水处理对内掺氯离子引起的钢筋锈蚀的影响
• 5.2.2 硅烷表面防水处理对内掺氯离子和干湿环条件下钢筋锈蚀的影响
• 5.3 本章小结
• 第6章 加速碳化及实验室条件下钢筋的锈蚀
• 6.1 试验流程
• 6.2 试验结果分析及讨论
• 6.2.1 硅烷表面防水处理对实验室条件下钢筋锈蚀的影响
• 6.2.2 硅烷表面防水处理对加速碳化和干湿循环条件下钢筋锈蚀的影响
• 6.3 本章小结
• 第7章 裂缝条件下钢筋的锈蚀
• 7.1 试验流程
• 7.2 试验结果分析及讨论
• 7.2.1 先诱导裂缝后硅烷表面防水处理对钢筋锈蚀的影响
• 7.2.2 先硅烷表面防水处理后诱导裂缝对钢筋锈蚀的影响
• 7.2.3 硅烷表面防水处理对带裂缝已碳化混凝土中钢筋锈蚀的影响
• 7.3 本章小结
• 第8章 结论、建议与展望
• 8.1 结论
• 8.2 对实际工程中钢筋混凝土结构检测与修复的建议
• 8.3 有待进一步研究的问题
• 参考文献
• 在学期间发表的学术论文及参与的科研项目
• 致谢