氯鹽環(huán)境下混凝土內部鋼筋的腐蝕機理和模擬研究.pdf

1、鋼筋腐蝕是影響混凝土結構耐久性的主要因素之一，混凝土內部鋼筋的腐蝕機理研究、腐蝕速率的預測以及腐蝕的發(fā)展過程是混凝土結構耐久性領域的幾大難點。氯離子侵蝕被認為是引起鋼筋混凝土結構內鋼筋過早腐蝕的主要原因之一，其可以破壞混凝土內部鋼筋周圍的高堿性環(huán)境，造成鋼筋的脫鈍，繼而引發(fā)腐蝕。氯離子侵蝕引起的混凝土結構內部鋼筋的腐蝕是沿海地區(qū)或除冰鹽使用區(qū)普遍面臨的難題。
　　本文分析總結了氯離子等侵蝕性介質在混凝土內的輸運機理，并進行了理論闡

2、述。通常情況下，有害介質在混凝土內的輸運方式主要有擴散過程、滲透、毛細吸收以及電遷移過程等。氯離子等有害介質在開裂混凝土內的輸運過程與在完好混凝土內有所不同，目前通常采用修正的雙重孔隙介質模型對其進行分析?；炷羶炔夸摻畋砻姘l(fā)生的腐蝕有宏電池腐蝕與微電池腐蝕兩種，分別使鋼筋呈現出坑蝕與均勻腐蝕兩種形態(tài)。當混凝土表面存在橫向裂縫時，裂縫處的鋼筋較早地進入活化狀態(tài)，此時鋼筋主要以宏電池腐蝕為主，同時伴隨著裂縫區(qū)域少量的微電池腐蝕。
　

3、　本文依據能斯特-普朗克等式與Tafel等式分別建立了電解質內的凈電流密度il、電極內凈電流密度is以及電極-電解質界面的腐蝕電流密度ia與ic的表達式。針對氯離子含量對鋼筋腐蝕速率的影響問題，本文提出了基于氯離子含量的影響因子fCl和FCl，從而對鋼筋表面陽極腐蝕電流密度模型進行了修正。利用上述模型并采用COMSOL軟件對氯鹽環(huán)境下混凝土內部鋼筋腐蝕過程進行了數值模擬，結果與已有實驗數據具有較好的吻合度，可為氯鹽環(huán)境下混凝土結構的耐久

4、性分析提供參考。
　　本文對受氯鹽侵蝕的完好與開裂鋼筋混凝土構件中離子的輸運過程與鋼筋腐蝕過程進行了耦合模擬，得到了鋼筋表面氯離子含量、鋼筋表面腐蝕電流密度、鋼筋腐蝕深度以及鋼筋表面電勢隨位置和暴露時間的變化關系。結果表明，愈靠近侵蝕邊界，鋼筋表面的氯離子含量愈大，導致鋼筋表面的腐蝕電流密度、鋼筋腐蝕深度愈大，鋼筋表面電勢愈低。隨著暴露時間的進行，鋼筋表面氯離子含量、鋼筋表面的腐蝕電流密度與鋼筋腐蝕深度不斷增大，而鋼筋表面電勢不斷