氯盐环境自密实混凝土钢筋腐蚀速率试验.pdf

李晟文 ： 氯盐环境 自密实混凝土钢筋腐蚀速率试验 2 1 氯盐环境 自密实混凝土钢筋腐蚀速率试验 李晟文 ( 江苏省徐州市九州职业技术学院 。 江苏徐州2 2 1 1 1 6) 【 摘要】 主要研究外渗氯盐侵蚀下的钢筋腐蚀， 对比普通混凝土和自密实混凝土内钢筋的腐蚀电流密度 时变曲线， 对两种混凝土试件中钢筋的腐蚀速率进行分析和研究。试验结果表明： 自密实混凝土内钢筋的腐蚀比 较迟缓 ， 初始的腐蚀速率较小 ， 但最大腐蚀速率和总体腐蚀规律都与普通混凝土内钢筋基本一致。 【 关键词】 自密实混凝土； 氯盐； 钢筋； 腐蚀电流密度 【 中图分类号】 T U 5 2 8 0 【 文献标识码】 B 【 文章编号】 1 0 0 1 6 8 6 4 ( 2 0 1 2 ) 0 9 0 0 2 1 一 o 2 EXP ERn僵 ENTAL oN S TEE L RED oRCE M ENT CoRRoS I oN RATE S ELF - CoM P ACT G CoNCRETE UNDER CHLoRJ I ) E EN RoNMENT LI S h e n g - we n ( J i u z h o u V o c a t i o n a l a n d T e c h n i c a l C o l l e g e ， J i a n g s u X u z h o u 2 2 1 1 1 6 ， C h i n a ) Ab s t r a c t ： Th i s a r t i c l e i S s t u d y o n s t e e l r e i n f o r c e me n t c o r r o s i o n u n de r e x t r a v a s a t i o n c h l o r i d e e n v i r o n me n t Th e e x p e rime n t i s a c o n t r a s t o f t i me d e p e n d e n t c u r v e o f s t e e l c o r r o s i o n c u r r e n t d e n s i t y i n o r d i n a r y c o n c r e t e a n d s e l f - c o mp a c t i n g c o n c r e t e As a r e s u l t ， t he s t e e l c o r r o s i o n r a t e i n t wo c o n c r e t e s i s a n a l y s e d T h e r e s u l t s s h o w t h a t the s t e e l c o r r o s i o n r a t e i n s e l f - c o mp a c t i n g c o n c r e t e i s r e l a t i v e l y s l o w Th e i n i t i a l c o r r o s i o n r a t e i S s ma l 1 Bu t t he ma x i mu m c o r r o s i o n r a t e a n d t l 1 e t o t a l c o r r o s i o n l a w i s c o ns i s t e n t wi th t h e o r d i n a r y c o n c r e t e s t e e l c o rro s i o n Ke y wo r d s ： s e l f - c o mp a c t i n g c o n c r e t e； c h l o ri d e ； s t e e l ； c o r r o s i o n c u r r e n t d e n s i 自密实 混 凝 土 在 13本 东 京 大学 由 冈村 甫 教 授 ( H i m e O k a m u r a ) 研制成功 ， 当时称为“ 不振捣高性能 混凝土” ， 后来称为“ 自密实高性能混凝土” ， 并很快成 为一种实用的、 施 工性能非 常优 良的混凝 土。免振捣 混凝 土的应用促进 混凝土施 工系统 的改革 ， 它适 用于 泵送施 工 ， 可以提高施 工效率 ， 减少施 工人员 数量 ， 降 低工程总投 资。免振 捣 自密 实混凝 土还能 利用 工业 废品， 因此 自密实混凝土具有重大的经济效益、 环境 效益和社会效益。在我 国， 自密实 混凝 土的研究及 应用相对较晚 ， 但在最近几 年发展 非常迅 速 ， 北京 、 深 圳、 南京、 济南、 长沙等城市陆续有了自密实混凝土的 应用报道 ， 应用领域也从房屋建筑扩大到水工、 桥梁、 隧道等大型工程 。目前 的研究仍然偏施工方面较 多， 对于 自密实混凝土的基础理论研究比较少， 特别 是氯盐环境下 自密实混凝土内钢筋腐蚀的研究最少。 1 试 验设计 1 1 试验方案 试验 主要是 在 浸盐条 件 下对 比普 通混 凝 土和 自 密 实混凝 土 内钢筋 的腐蚀 情 况 ， 采用 线 性极化 法 ， 用 C o r r T e s t 电化学系统测试钢筋的腐蚀 电流密度， 测得 的腐蚀电流密度可以表示混凝土内钢筋的腐蚀速度。 1 2 试验材料 普通混凝 土 ： 水 泥采用 3 2 5级普通 硅酸 盐水 泥 ， 砂采用本地产河沙 ( 中砂 ) ， 石 子采用本 地产 碎石 ， 粒 径 1 01 5 ra m， 级配 良好， 水采用普通 自来水。 自密实混凝土： 购买的成品材料， 用水拌合即可。 普 通钢筋选 用直径 1 4 ra m的 H R B 3 3 5二级螺 纹钢 筋 ， 不锈钢直径 1 4 ra m。 1 3 试件制作 本试验试件为 2 0 0 m m2 0 0 m ml O O m m的立方 体， 普通钢筋和不锈钢分别置于试件两侧 ， 保护层厚 度 2 5 m m， 如 图 1 所示。 试验分两组： 普通混凝土试件和 自密实混凝土试 件， 每组制作三个试件， P 。 ， z 。 z ， 水灰 比均为 0 4 4 ， 保护层厚2 5 m m。 1 。 4试验过程 将浇注好的普通混凝土试件和 自密实混凝土试 件自然养护 2 8 d后静置两个月， 待混凝土内温湿度基 本达到稳定之后 ， 用环氧树脂将试件周围四个侧面封 闭起来 ， 氯盐只从试件底面向内渗入。将试件浸泡于 低温建筑技术 2 0 1 2年第 9期 ( 总第 1 7 1 期 ) 2 0 的盐水 中， 盐水 高度 为混凝土保护层厚度。用 C o r r T e s t 电化学 系统 对 钢 筋 的腐 蚀 电 流密 度 进 行检 测 ， 试验 历 时三个 月 ， 最后 得 出腐蚀 电流密度 的 时变 过程曲线。 ( a )平面图 ( b) 立面图 图1 试件示意 图 2试验结果分析 普通混凝 土试件和 自密实混凝 土试 件的“ 腐蚀 电 流密度 一时间” 曲线 ， 如 图 2 、 图 3所示 。 毫 船 壤 西 毽 g 越 糖 琚 甚 蜒 时间 d 图2 普通混凝土试件的腐蚀电流密度一 时间曲线 时 间 d 图3 白密实混凝土试件的腐蚀 电流密度一 时间曲线 ( 1 ) 图 2 、 图 3的 曲线 变化规律 大致相 同 ， 都是 腐蚀电流密度慢慢增大， 达到某一数值后又逐渐减 小， 最后趋于平稳， 这说明在外渗氯盐的环境下， 自密 实混凝土内钢筋的腐蚀规律与普通混凝土内钢筋的 腐蚀规律是一致的。在试件浸泡之初 ， 氯盐渗入量较 少， 腐蚀不严重； 随着时间的推移， 氯盐渗入量越来越 多， 致使钢筋表面钝化膜破坏， 腐蚀越来越严重， 直到 腐蚀电流密度达到最大值； 由于部分氯离子与水泥水 化产物生成了费氏盐( 结合氯离子) ， 氯离子作用逐渐 消退， 从而钢筋腐蚀速率紧接着呈减小趋势。 ( 2 ) 试 验之初 ， 图 2的腐蚀 电流密度 接近 2 A c m ， 而 图 3只有 0 5 A c m 2 左 右 ， 这说明在 浸泡之初 自密实混凝土试件中渗入的氯离子量较少， 相应地 ， 自密实混凝土 内钢筋腐蚀程度较轻 。 ( 3 ) 当试验进行到 2 4 d时， 图 2的腐蚀 电流密 度已达 到 2 6 6 A c m 的高峰 ， 而 图 3是 1 9 4 A e m ， 这说明了普通混凝土内钢筋达到严重腐蚀程度 的时间比较早 ， 而自密实混凝土中钢筋腐蚀电流密度 虽然有所增大， 但仍未达到最大峰值。 ( 4 ) 2 4 d 之后， 图2曲线逐渐下降， 从 4 1 d开始， 虽然曲线 略有 波 动 ， 但 能 得 出后 期 腐蚀 电流 密 度 在 1 4 2 A c m 左右浮 动 ， 并 渐 趋 平稳 。2 4 d之 后 ， 图 3 曲线继续上升， 5 5 d时达到最大值 2 6 8 A c m ， 随后 曲线下降， 最后得 出腐蚀电流密度平均值 1 3 8 A e m ， 曲线平稳发展。图 3的最大峰值与图 2相近， 而 图3达到最大峰值的时间较晚， 说明钢筋最大腐蚀程 度基本一致， 但氯离子向自密实混凝土内渗入的过程 比较缓慢， 自密实混凝土内的钢筋腐蚀比较迟缓。最 终 图 2 、 图 3曲线下 降趋 于平稳 时 的腐 蚀 电流 密度平 均值也相差不大， 说明当氯离子大量渗入到 自密实混 凝土内部之后， 当腐蚀曲线逐渐平稳时， 钢筋的平均 腐蚀速率与普通混凝土内的钢筋基本一致。 3结语 自密实混凝土内钢筋腐蚀速率的时变规律与普 通混凝土相似； 氯离子渗入 自密实混凝土的过程较为 缓慢， 氯盐渗入之初钢筋的腐蚀速率较小， 但最大腐 蚀速率 与普通混凝土 内的钢筋一致 ； 自密实混 凝土 内 钢筋的腐蚀比较迟缓， 当氯离子大量渗入到 自密实混 凝土内部且腐蚀曲线逐渐平稳时， 钢筋的平均腐蚀速 率与普通混凝土 内的钢筋基本一致 。 综上所述， 自密实混凝土不但可 以提高施工效 率、 具有重大的社会效益， 而且在氯盐侵蚀环境下其 耐久性也优 于普通混凝土 。 参考文献 1 赵宇吴浅析自 密实混凝土 J 华章， 2 0 0 9 ， ( 1 4 ) ： 1 6 0 2 齐永顺， 杨玉红自密实混凝土的研究现状分析及展望 J 混凝土 ， 2 0 0 7 ， ( 1 )： 2 5 2 8 3 张洋 ， 齐虹 钢筋 在 氯盐环 境 中的 电化 学行 为 及 防腐技 术 J 河北工业大学学报， 2 0 0 3 ， 3 2 ( 3 ) ： 1 0 8 1 1 3 【 收稿日期 2 0 1 2 0 4 0 5 作者简介 李晟文( 1 9 8 2一 ) ， 女， 江苏徐州人， 讲师， 硕士 研 究方向 ： 混 凝土结构耐久性 。