題-1_100_100.jpg)
基本信息
- 項(xiàng)目名稱：
- 氯鹽環(huán)境下混凝土中鋼筋腐蝕性能的試驗(yàn)研究
- 小類：
- 機(jī)械與控制
- 簡介：
- 隨著我國經(jīng)濟(jì)建設(shè)的發(fā)展，新型港口碼頭工程建設(shè)與海洋工程建設(shè)方興未艾，沿海建筑物得老化尤其是鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)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(jié)構(gòu)中鋼筋的耐久性問題，利用科學(xué)的實(shí)驗(yàn)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(jié)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(xì)介紹：
- 經(jīng)濟(jì)社會(huì)的發(fā)展為沿海建筑物的大力發(fā)展提供了很好的機(jī)會(huì)，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(huì)對(duì)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(jì)效益，減小損失，保證耐久性和安全性。 本文著重于利用實(shí)驗(yàn)的方法研究混凝土中各項(xiàng)材料的耐腐蝕性能，基本思想是控制變量法，在實(shí)驗(yàn)手段上則進(jìn)行了一系列創(chuàng)新。下面分別就實(shí)驗(yàn)研究內(nèi)容和實(shí)驗(yàn)創(chuàng)新點(diǎn)進(jìn)行如下介紹： 一、實(shí)驗(yàn)研究內(nèi)容 本實(shí)驗(yàn)在保證其他各項(xiàng)材料、配比及外部環(huán)境不變的前提下，分別進(jìn)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(qiáng)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(fù)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(duì)實(shí)驗(yàn)結(jié)論的對(duì)比得出結(jié)論： 1采用施加陽極電流加速銹蝕的試驗(yàn)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(duì)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(qiáng)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(yàn)條件下，對(duì)同種鋼筋，混凝土中無論單摻或復(fù)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(shí)驗(yàn)方法創(chuàng)新 本實(shí)驗(yàn)還在實(shí)驗(yàn)方法上進(jìn)行了兩點(diǎn)創(chuàng)新： 1、實(shí)驗(yàn)進(jìn)程控制方法創(chuàng)新；在檢測(cè)鋼筋銹蝕過程時(shí)，采用了鋼筋銹蝕儀，它能在不破壞混凝土的條件下實(shí)時(shí)監(jiān)控鋼筋的銹蝕程度，方便了解和控制實(shí)驗(yàn)進(jìn)程； 2、利用陽極電流法加速銹蝕。本實(shí)驗(yàn)利用施加陽極電流的方法對(duì)鋼筋進(jìn)行銹蝕，大大加速了實(shí)驗(yàn)的進(jìn)程，縮短實(shí)驗(yàn)周期。 這些實(shí)驗(yàn)方法上的創(chuàng)新對(duì)后繼的研究具有很大的參考價(jià)值。 本文的實(shí)驗(yàn)方法科學(xué)，實(shí)驗(yàn)研究有豐富的價(jià)值，實(shí)驗(yàn)方法科學(xué)，論文已經(jīng)已被收錄于2010 年9 月在上海同濟(jì)大學(xué)舉辦的首屆全國高校土木工程專業(yè)大學(xué)生論壇論文集，同時(shí)本項(xiàng)目以最高分通過了所在學(xué)院的第一期科技立項(xiàng)的終審答辯。
作品圖片
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(jié)合失重率、及混凝土開裂情況，研究粉煤灰、NaNO2 的摻加對(duì)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(qiáng)調(diào)質(zhì)鋼筋在相同的氯鹽環(huán)境下的腐蝕特性。
科學(xué)性、先進(jìn)性及獨(dú)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(cè)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(yàn)證，更保證了準(zhǔn)確性。
應(yīng)用價(jià)值和現(xiàn)實(shí)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(dǎo)致鋼筋銹蝕的氯離子、氧氣和水分往往同時(shí)存在，破壞也最嚴(yán)重。 我們將通過實(shí)驗(yàn)研究粉煤灰、防腐劑的摻加對(duì)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(shí)際工程中因腐蝕造成的損失。
學(xué)術(shù)論文摘要
- 摘要：采用施加陽極電流的加速銹蝕方法，對(duì)3 種鋼筋，在分別單摻、復(fù)摻粉煤灰和NaNO2 制成的4 種鋼筋混凝土梁中進(jìn)行試驗(yàn)，測(cè)試暴露10d 后的混凝土保護(hù)層的裂縫寬度和鋼筋失重率，并利用djxs-05 鋼筋銹蝕儀測(cè)銹蝕后各梁的電位。結(jié)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(duì)于同種混凝土，含碳量越高的鋼筋抗銹蝕能力越弱。分析認(rèn)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(dǎo)電性增強(qiáng)，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(dāng)氧化物和碳均過量時(shí)，碳又有利于氧化膜的積累而減緩蝕。
獲獎(jiǎng)情況
- 已被收錄于2010 年9 月在上海同濟(jì)大學(xué)舉辦的首屆全國高校土木工程專業(yè)大學(xué)生論壇論文集 本項(xiàng)目以最高分通過學(xué)院第一期科技立項(xiàng)的終審答辯 已向《天津大學(xué)學(xué)報(bào)》投稿，正在等待審核
鑒定結(jié)果
- 作品情況屬實(shí)
參考文獻(xiàn)
- [1] 湖南大學(xué)等合編．土木工程材料[M]．北京：中國建筑工業(yè)出版社，2002 Hunan University, eds. Civil Engineering Materials [M]. Beijing:China Building Industry Press, 2002 [2] 劉春生，朱涵，陳雷．氯鹽侵蝕環(huán)境下橡膠集料摻量對(duì)鋼筋混凝土梁耐久性的影響[J]，天津大學(xué)學(xué)報(bào)，2009,9（233-238） Liu Chunsheng, Zhu Han, Chen Lei. Under chloride corrosion of rubber aggregate content on the durability of reinforced concrete beams [J], Journal of Tianjin University, 2009,9 (233-238) [3] 北京華安恒業(yè)科技有限公司．DJ XS-05 鋼筋銹蝕儀使用說明書 Beijing Hua Anheng Technology Limited. DJ XS-05 steel corrosion meter manual [4] 楊勇濤．混凝土電阻率及鋼筋腐蝕速度的研究[D]．大連：大連理工大學(xué)，2009 Yang Yongtao. Concrete resistivity and corrosion rate of steel [D].Dalian: Dalian University of Technology, 2009 [5] 大摻量粉煤灰混凝土試驗(yàn)研究[D]．河北：河北工程大學(xué)土木工程學(xué)院，2008 Study of High Volume Fly Ash Concrete [D]. Hebei: Hebei University of Engineering School of Civil Engineering, 2008 [6] 于福洲編著．金屬材料的耐腐蝕性．北京：科學(xué)出版社，1982 Yu Fuzhou. Corrosion resistance of metallic materials. Beijing:Science Press, 1982
同類課題研究水平概述
- 鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)是目前應(yīng)用較廣的結(jié)構(gòu)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(jié)構(gòu)耐久性問題越來越引起國內(nèi)外廣大研究者的關(guān)注。從1987 年世界第一次混凝土耐久性會(huì)議召開以來，到2003年第六次國際混凝土耐久性會(huì)議在希臘召開，數(shù)年來，混凝土耐久性問題一直是世界關(guān)注的焦點(diǎn)之一。在第二屆國際混凝土耐久性會(huì)議上，Mehta 教授指出：“當(dāng)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(xué)作用?！彼鞔_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(gè)世界性問題與難題，同時(shí)也取得了一定的進(jìn)展。 目前，對(duì)受腐蝕鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)的研究方法主要是試驗(yàn)研究和有限元分析。試驗(yàn)研究中，腐蝕試件的模擬一是通過實(shí)驗(yàn)室試驗(yàn)，包括快速腐蝕試驗(yàn)（電化學(xué)腐蝕、加氯鹽腐蝕等）和鹽霧試驗(yàn)；二是長期自然暴露試驗(yàn)；三是替換構(gòu)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(duì)受腐蝕鋼筋混凝土構(gòu)件進(jìn)行非線性模擬。運(yùn)用各種研究方法，國內(nèi)外學(xué)者對(duì)鋼筋銹蝕的研究進(jìn)行了大量的試驗(yàn)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(shí)用數(shù)學(xué)模型，因此將預(yù)測(cè)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(xué)者繼續(xù)深入研究。
