基本信息
- 項目名稱：
- 氯鹽環(huán)境下混凝土中鋼筋腐蝕性能的試驗研究
- 小類：
- 機械與控制
- 大類：
- 自然科學類學術論文
- 簡介：
- 隨著我國經(jīng)濟建設的發(fā)展，新型港口碼頭工程建設與海洋工程建設方興未艾，沿海建筑物得老化尤其是鋼筋混凝土結構的腐蝕逐漸帶來了不可估量的損失。 本為立足于解決鋼筋混凝土結構中鋼筋的耐久性問題，利用科學的實驗方法，探索選用不同材料是混凝土建筑的耐久性，最后得出了具有規(guī)律性的結論，為沿海氯鹽環(huán)境下混凝土中鋼筋的選用提供依據(jù)。
- 詳細介紹：
- 經(jīng)濟社會的發(fā)展為沿海建筑物的大力發(fā)展提供了很好的機會，這些大型工程中鋼筋混凝土中各種材料，包括鋼筋、混凝土、防腐劑等的選用會對建筑的耐久性產(chǎn)生巨大的影響。研究氯鹽環(huán)境中各種材料的腐蝕規(guī)律，并未建筑物中各種材料的選用提供建議，將產(chǎn)生極大地經(jīng)濟效益，減小損失，保證耐久性和安全性。 本文著重于利用實驗的方法研究混凝土中各項材料的耐腐蝕性能，基本思想是控制變量法，在實驗手段上則進行了一系列創(chuàng)新。下面分別就實驗研究內(nèi)容和實驗創(chuàng)新點進行如下介紹： 一、實驗研究內(nèi)容 本實驗在保證其他各項材料、配比及外部環(huán)境不變的前提下，分別進行了以下研究： 1、同種混凝土中不同鋼筋（低碳冷拔鋼筋、高強調(diào)質(zhì)鋼筋及不銹鋼鋼筋）的耐腐蝕性能 2、同種鋼筋在不同水泥（普通硅酸鹽水泥、摻假粉煤灰的硅酸鹽水泥、摻假亞硝酸鈉的硅酸鹽水泥以及復摻粉煤灰和亞硝酸鈉的水泥）制作的鋼筋混凝土中的耐腐蝕性能。 通過對實驗結論的對比得出結論： 1采用施加陽極電流加速銹蝕的試驗方法，能加速模擬氯鹽環(huán)境中干濕交替作用區(qū)域，氯離子對普通硅酸鹽水泥混凝土、及其中摻加粉煤灰、NaNO2的4種混凝土內(nèi)不銹鋼鋼筋、低碳冷拔鋼筋和高強調(diào)質(zhì)鋼筋的銹蝕作用。 2在氯鹽環(huán)境中加速腐蝕的試驗條件下，對同種鋼筋，混凝土中無論單摻或復合摻加粉煤灰及NaNO2后，鋼筋的失重率、電流密度均比普通硅酸鹽水泥混凝土中的鋼筋有所增加，即減弱了鋼筋的耐腐蝕性能。 二、實驗方法創(chuàng)新 本實驗還在實驗方法上進行了兩點創(chuàng)新： 1、實驗進程控制方法創(chuàng)新；在檢測鋼筋銹蝕過程時，采用了鋼筋銹蝕儀，它能在不破壞混凝土的條件下實時監(jiān)控鋼筋的銹蝕程度，方便了解和控制實驗進程； 2、利用陽極電流法加速銹蝕。本實驗利用施加陽極電流的方法對鋼筋進行銹蝕，大大加速了實驗的進程，縮短實驗周期。 這些實驗方法上的創(chuàng)新對后繼的研究具有很大的參考價值。 本文的實驗方法科學，實驗研究有豐富的價值，實驗方法科學，論文已經(jīng)已被收錄于2010 年9 月在上海同濟大學舉辦的首屆全國高校土木工程專業(yè)大學生論壇論文集，同時本項目以最高分通過了所在學院的第一期科技立項的終審答辯。
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作品專業(yè)信息
撰寫目的和基本思路
- 本文采用djxs-05 型鋼筋銹蝕儀，并結合失重率、及混凝土開裂情況，研究粉煤灰、NaNO2 的摻加對混凝土中鋼筋的耐腐蝕性能的影響；研究不銹鋼鋼筋、低碳冷拔鋼絲以及高強調(diào)質(zhì)鋼筋在相同的氯鹽環(huán)境下的腐蝕特性。
科學性、先進性及獨特之處
- 本文通過施加陽極電流法加快腐蝕，并用djxs-05 型鋼筋銹蝕儀跟蹤檢測銹蝕情況。綜合分析了各種判別鋼筋銹蝕程度的要素，最后選擇通過失重率的變化來判別，是最合適的判別方式。除失重率外，其他因素如混凝土開裂情況等作為驗證，更保證了準確性。
應用價值和現(xiàn)實意義
- 氯鹽侵蝕是產(chǎn)生混凝土劣化和鋼筋腐蝕的重要原因，特別是在橋墩、碼頭等海洋工程環(huán)境中的干濕交替部位，由于干濕交替作用，從而導致鋼筋銹蝕的氯離子、氧氣和水分往往同時存在，破壞也最嚴重。 我們將通過實驗研究粉煤灰、防腐劑的摻加對混凝土中鋼筋的耐腐蝕性能的影響，為鋼筋混凝土的鋼筋、水泥材料和防腐劑的選用提供依據(jù)，可減小以后在實際工程中因腐蝕造成的損失。
學術論文摘要
- 摘要：采用施加陽極電流的加速銹蝕方法，對3 種鋼筋，在分別單摻、復摻粉煤灰和NaNO2 制成的4 種鋼筋混凝土梁中進行試驗，測試暴露10d 后的混凝土保護層的裂縫寬度和鋼筋失重率，并利用djxs-05 鋼筋銹蝕儀測銹蝕后各梁的電位。結果表明摻入粉煤灰或NaNO2 均明顯降低了3 鋼筋的抗 銹蝕性能；對于同種混凝土，含碳量越高的鋼筋抗銹蝕能力越弱。分析認為粉煤灰的二次水化能降低混凝土中氫氧化鈣的數(shù)量，破壞堿性環(huán)境，加速鋼筋銹蝕；防腐劑（NaNO2）的摻加使腐蝕液離子濃度提高，導電性增強，腐蝕加速；碳含量在一定范圍內(nèi)由于破壞氧化膜加速鋼筋銹蝕，但當氧化物和碳均過量時，碳又有利于氧化膜的積累而減緩蝕。
獲獎情況
- 已被收錄于2010 年9 月在上海同濟大學舉辦的首屆全國高校土木工程專業(yè)大學生論壇論文集 本項目以最高分通過學院第一期科技立項的終審答辯 已向《天津大學學報》投稿，正在等待審核
鑒定結果
- 作品情況屬實
參考文獻
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同類課題研究水平概述
- 鋼筋混凝土結構是目前應用較廣的結構形式之一。隨著建筑物的老化和環(huán)境污染的加重，鋼筋混凝土結構耐久性問題越來越引起國內(nèi)外廣大研究者的關注。從1987 年世界第一次混凝土耐久性會議召開以來，到2003年第六次國際混凝土耐久性會議在希臘召開，數(shù)年來，混凝土耐久性問題一直是世界關注的焦點之一。在第二屆國際混凝土耐久性會議上，Mehta 教授指出：“當今世界混凝土破壞原因，按遞減順序是：鋼筋腐蝕、凍害、物理化學作用。”他明確地將鋼筋腐蝕排在影響混凝土耐久性因素的首位。而來自海洋環(huán)境的氯鹽和用于化冰雪的除冰鹽，又是造成鋼筋腐蝕的主要原因。許多國家投入大量人力、物力，以期望解決這個世界性問題與難題，同時也取得了一定的進展。 目前，對受腐蝕鋼筋混凝土結構的研究方法主要是試驗研究和有限元分析。試驗研究中，腐蝕試件的模擬一是通過實驗室試驗，包括快速腐蝕試驗（電化學腐蝕、加氯鹽腐蝕等）和鹽霧試驗；二是長期自然暴露試驗；三是替換構件法。有限元分析中，大多采用鋼筋混凝土非線性有限元方法對受腐蝕鋼筋混凝土構件進行非線性模擬。運用各種研究方法，國內(nèi)外學者對鋼筋銹蝕的研究進行了大量的試驗研究、工程調(diào)查和理論分析。但目前為止，還沒有既有充分理論根據(jù)，又全面考慮了各種影響因素的實用數(shù)學模型，因此將預測混凝土中鋼筋銹蝕尚有不少工作要做?；炷林袖摻钿P蝕的研究還需全世界的專家學者繼續(xù)深入研究。
