混凝土结构阻锈技术初步探讨

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摘要:钢筋阻锈剂被认为是钢筋混凝土结构的防腐措施中最简单有效的方法之一。迁移型阻锈剂,在性能上改变和弥补了传统无机阻锈剂的不足,有能够在混凝土中迁移的特性,在空间和时间上为混凝土中钢筋的保护提供了有效保障。本文依据迁移型钢筋阻锈剂的作用机理,制备了迁移复合型钢筋混凝土阻锈剂MCI,结合有限元数值模拟的对比分析,探讨了自主研发MCI的阻锈性能及对钢筋混凝土结构性能的影响。主要工作和研究成果如下:(1)根据Pearson的软硬酸碱理论和缓蚀剂的协同效应,制备了迁移复合型钢筋混凝土阻锈剂。通过动电位扫描极化曲线对3%NaCl模拟混凝土孔隙液中的阻锈剂的阻锈性能进行定量的表征,得到三乙醇胺、乙胺四乙酸、钼酸钠、硅酸锂四种复配阻锈剂的最佳掺量分别为:1%,0.5%,1%,0.5%;配制的迁移型阻锈剂的阻锈率达到了92%。(2)采用有限元软件建立了锈蚀钢筋混凝土构件分析模型,研究了迁移复合型钢筋混凝土阻锈剂对锈蚀钢筋混凝土受弯构件的承载力、荷载-跨中挠度关系和钢筋应力分布的影响;试验结果表明迁移复合型阻锈剂应用于锈蚀钢筋混凝土结构后,构件的抗弯承载力比未掺入的构件的抗弯承载力要高。(3)进行了人工加速、电渗法、通电加速三种工况下锈蚀钢筋混凝土受弯构件承载力试验。根据试验结果分析了不同工况对钢筋混凝土结构承载力、破坏形态、钢筋力学性能、钢筋锈蚀形貌及产物、混凝土内氯离子分布规律的影响;对钢筋混凝土受弯构件承载力退化,与不同侵蚀工况下迁移型阻锈剂应用的有限元结果进行对比分析,结果表明人工加速试验方法在构件、材料、环境作用机理层次上比恒电流加速法更接近自然环境状态,相同侵蚀工况条件下,相比于未应用迁移型阻锈剂的控制梁,应用迁移型阻锈剂的梁的承载力要高6%左右。
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