海洋混凝土耐久性參數實時監測及評價體系的研究

《海洋混凝土耐久性參數實時監測及評價體系的研究》是依託哈爾濱工業大學，由巴恆靜擔任項目負責人的面上項目。

基本介紹

• 中文名：海洋混凝土耐久性參數實時監測及評價體系的研究
• 依託單位：哈爾濱工業大學
• 項目類別：面上項目
• 項目負責人：巴恆靜

項目摘要

海洋混凝土結構的服役狀態需要提供混凝土保護層的定量化信息以及由混凝土包圍的鋼筋的腐蝕狀態。本研究意在開發一種由參比電極、氯離子感測器、腐蝕速率測試單元組成的多元感測器。這個系統原位測量如下的海洋混凝土的耐久性參數：如開路電位、腐蝕電流、深度相關的氯離子濃度、混凝土電阻以及陽極的腐蝕速率。感測器多元陽極監測的腐蝕電流一般來說隨氯離子摻量的增高而明顯變大，這是一種快捷的、有效的腐蝕監測的方法。此外，氯離子含量和混凝土保護層厚度是混凝土電阻的決定因素。本文提出了一個基於海洋混凝土保護層狀態：即氯離子含量、保護層電阻、鋼筋腐蝕速率等相關參數作為衡量指標，用加速氯離子滲透裝置模擬現場暴露實驗方法，並基於上述原理確定不同混凝土中的臨界氯離子濃度。研究可以對工程實際劣化狀態進行綜合評價，也建立了海洋混凝土服役狀態的預警系統。

結題摘要

本項目為海洋混凝土結構的服役狀態提供混凝土保護層的定量化信息以及混凝土中的鋼筋腐蝕狀態。依上述目標，經3年時間，開發了一種由參比電極、氯離子感測器、腐蝕速率測試單元組成的多元感測器。各種感測器性能良好，抗離子和微電流能力強，完全可以作為一種長效、埋置式測試電極，在混凝土工程健康監測中具有廣泛的套用前景。本項目以氯離子侵蝕引起的砂漿以及混凝土中鋼筋鏽蝕、保護層的劣化作為混凝土結構劣化的主要環境作用因素，以實際測試結合理論分析的研究方法對混凝土多元耐久性參數進行測試及評價——首先，開發了能夠提供長期、穩定電位基準的參比電極和氯離子電極等，一方面實現了對電位信號回響型感測器（如氯離子感測器）的電位信號採集和處理，另一方面使鋼筋腐蝕速率、混凝土電阻率以及宏電池電流等電化學測試手段有效的套用在混凝土結構中成為可能；然後，開發了能夠對混凝土保護層電阻率進行長期線上監測的混凝土電阻率測試單元，對混凝土電阻測試技術進行了研究，並基於埋置式參比電極採用線性極化法對工作電極的極化電阻進行了研究，建立了極化電阻與混凝土電阻之間的關係模型；接著，在混凝土電阻率測試單元的基礎上，通過複合使用鈦基金屬氧化物輔助電極，對宏電池電流的感測器封裝、測試技術進行了研究，並結合實驗數據揭示了宏電池電流的電化學本質；最後，完善了多元感測器的封裝和測試技術，結合保護層的氯離子濃度以及電阻率，建立了鋼筋的腐蝕速率預測模型。基於多元感測器，建立的適用於混凝土工程中的腐蝕狀態分級預警系統。