《混凝土開裂狀態對其內部鋼筋鏽蝕的影響研究》是依託中南大學，由董榮珍擔任項目負責人的面上項目。
基本介紹
- 中文名：混凝土開裂狀態對其內部鋼筋鏽蝕的影響研究
- 項目類別：面上項目
- 項目負責人：董榮珍
- 依託單位：中南大學
項目摘要,結題摘要,
項目摘要
從物理、化學、物理-化學及電化學理論入手，研究環境因素作用對混凝土開裂狀態的影響及裂縫區域介質的傳輸規律，分析環境因素、裂縫狀態、混凝土微環境狀態及鋼筋表面化學、電化狀態的相互影響及作用機制，揭示混凝土開裂狀態下其內部鋼筋鏽蝕萌生機理及發展規律。利用先進的檢測設備，實現對鋼筋周圍混凝土材料微環境狀態及鋼筋表面化學、電化學狀態的動態過程檢測，依據檢測信息，提煉混凝土開裂狀態下其內部鋼筋鏽蝕的多尺度特徵表征參數，基於效應等效原則構建特徵參數的時變方程，建立鋼筋混凝土的裂縫狀態控制方程及鋼筋鏽蝕發展的數學計算模型。研究鋼筋局部鏽蝕狀態對混凝土結構性能的影響規律，凝鍊混凝土性能劣化的表征參數，構建損傷變數，建立鋼筋局部鏽蝕狀態下混凝土性能劣化表征模型。分析裂縫封閉狀態對混凝土中鋼筋鏽蝕的影響規律，提出鋼筋鏽蝕的裂縫控制理論。
結題摘要
（1）以電化學腐蝕原理為基礎，分析了裂縫區鋼筋附近的物理化學環境以及裂縫區鋼筋鏽蝕機理。設計了鋼筋分段的鋼筋混凝土試件，針對性檢測鋼筋的局部鏽蝕狀態。並分析了氯離子在混凝土內部的傳輸規律。 （2）以鋼筋腐蝕電流密度為評價指標，在混凝土處於乾燥-濕潤過渡階段，捕捉到鋼筋鏽蝕從裂縫區開始並沿鋼筋表面向兩側擴展的瞬時規律；基於此，分析了鋼筋鏽蝕速率的時變規律，基於法拉第定律，即可計算不同侵蝕時刻的鋼筋鏽蝕量，並通過鋼筋鏽蝕量實測值，對比驗證了模型的準確性。結合腐蝕電流密度檢測結果及不同侵蝕周期試件破形後氯離子濃度分布的測試結果，分析得出了裂縫底部及相鄰量區域鋼筋的脫鈍起銹時間點和氯離子影響臨界濃度。 （3）分析了本試驗條件下裂縫寬度對裂區域鋼筋鏽蝕狀態的影響，結果表明：裂縫表面寬度大於0.3mm，鋼筋表現為持續鏽蝕機理；裂縫寬度小於0.3mm，鋼筋表現為裂縫封填機理即先快速鏽蝕，隨後鏽蝕速度減慢，甚至會停止。 （4）分析不同侵蝕周期試件破型後鋼筋鏽蝕長度測試結果，擬合得出了裂縫區域鋼筋鏽蝕長度計算模型，並分析了裂縫寬度對該區域鋼筋鏽蝕長度的影響。 （5）研究了裂縫處理方式對開裂區鋼筋鏽蝕發展的影響規律，結果表明：裂縫處理的時間越早，乾濕循環結束時裂縫處氯離子濃度越低，而且經過裂縫處理的試塊鋼筋表面氯離子濃度相對未處理試塊有明顯降低，這表明及時進行裂縫處理有利於提高結構耐久性；裂縫處理可以降低鋼筋腐蝕速率，裂縫經過處理的試塊內鋼筋在鏽蝕穩定階段的鏽蝕速率相對未處理試塊要低；通過鋼筋鏽蝕長度和鏽蝕失重率研究，考慮裂縫寬度、裂縫處理方式對鋼筋鏽蝕長度的影響，建立了相應的鏽蝕長度預測模型；並分析了多裂縫對鋼筋鏽蝕的影響。
