不同掺合料混凝土钢筋锈蚀的线性极化方法研究

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发布时间：2021-09-06

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不同掺合料混凝土钢筋锈蚀的线性极化方法研究
李悦，颜超，杜修力，乔磊，张勇
(北京工业大学建工学院，北京100124)
摘要：钢筋锈蚀导致混凝土过早开裂，钢筋混凝土承载力降低，是目前结构耐久性降低的主要原因。通过线性极化方法对不同水灰比
和不同掺合料的混凝土钢筋锈蚀进行研究，测得了钢筋混凝土的极化电阻、锈蚀电流和锈蚀速率。结果表明：对于同一种胶凝材料，随着水
灰比的降低极化电阻增大，锈蚀电流和锈蚀速率减小；矿渣和粉煤灰的掺人也提高了钢筋混凝土的抗锈蚀能力。
关键词：线性极化；掺合料；极化电阻；锈蚀电流；锈蚀速率
中图分类号： TU528．01 文献标志码： A 文章编号： 1002—3550(2011)08-0024—03
Study on linear polarization method of steel corrosion of diferent adm ixtures in concrete
u Yue，YAN Chao，DUXiu一1i，QIA0Lei，ZHANG Yong
(College ofArchitecture andCivilEngineering，BeijingUniversityofTechnology，Beijing 100124，China)
Abstract： Steel corrosionleadstO early crackofconcrete anddecrease ofbearing capacityofreinforced concrete，thisisthemajor reasonfor re—
duction of structure durability．In this paper，polarization resistance，corosion current and corosion rate are obtained through the study oflinear
polarizationmethodfor reinforeed concrete corosionofdifrerentwater—cement ratios anddifferent admixtures．The results show that：for same cementitious
material，with the decrease ofwater-cement ratio，polarization resistan ce increases，corosion curent an d corosion rate decrease；the
mix of slag and fly ash also increases the resistance capacity ofreinforced concrete corrosion．
KeyW Ords： linearpolarization；admixture；polarization resistance；corosion current；corrosion rate
0 引言
钢筋锈蚀是钢筋混凝土耐久性研究中的一个十分重要的方
面。提高钢筋的抗锈蚀能力对于钢筋混凝土结构的耐久性至关重
要。目前对钢筋锈蚀研究的电化学方法有很多种，比较常用的方法
主要有三种：半电池电位法、线性极化法和交流阻抗法[1]。半电池
电位法只能定性判断钢筋发生锈蚀的可能性，不能定量的检测
钢筋锈蚀圜；交流阻抗法测试时间长、测量仪器复杂昂贵，而且
数据处理困难；线性极化法是检测钢筋锈蚀的一种简单、快速、无
损伤的技术，此法主要基于斯特恩一基尔提出的公式，对被测钢筋
外加一个匣定电位，保证扰动信号足够小，使电压与电流之间满足
线性关系l3J。线性极化法能给出可靠的腐蚀电流和腐蚀速率值。
目前国内杜爱玲应用线性极化的方法研究了普通钢筋混
凝土的钢筋锈蚀，但没有对掺有矿渣和粉煤灰的钢筋混凝土进行
研究。史美伦[51应用线性极化和交流阻抗的方法对掺有矿渣的混
凝土钢筋锈蚀进行了研究，但没有考虑粉煤灰对钢筋锈蚀的影响。
因此关于不同掺合料的混凝土钢筋锈蚀的线性极化研究并不充分。
本试验针对不同掺合料的混凝土钢筋锈蚀，通过线性极化方法的
研究，得到了不同水灰比和不同掺合料的混凝土钢筋锈蚀的规律。
1 试验
1．1 碌拣精
采用P·0 42．5级水泥，水泥密度3．1 g／cms；粉煤灰为符合
收稿日期：2011_J02 6
基金项目：北京市自然基金重大课题(8100001)
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国标GB／T 1506-2005标准的F类I级粉煤灰，密度2．3 edcm ；
矿渣为符合国标GB／T 18046-2000标准的$95级矿渣粉，密
度2．5 g／cm ；中砂表观密度2 650 kg／m ，细度模数为2．8；碎石
表观密度2 700 kg／m ，颗粒级配符合5～10 mlTl连续级配要求；
减水剂采用聚羧酸系固体高效减水剂；引气剂为磺酸烃的有机
盐类。
1．2 配合比
本试验主要通过线I生极化方法，考察不同水灰比、不同掺合料
对钢筋锈蚀的影响。根据试验要求，坍落度控制在160～200 iTun
之间，含气量控制在4％～5％，以保证有良好的流动性。C30~(；50
以及掺矿渣和粉煤灰的混凝土应用广泛，因此混凝土配合比设
计结果如表1。
1．3 试验方法
混凝土坍落度和含气量试验均按照GB／T 50080--2002(普
通混凝土拌合物性能试验方法标准》中的试验规程进行；强度
试验按照GB／T 50081-2002~普通混凝土力学性能试验方法》中
的强度试验规程进行。
钢筋混凝土构件尺寸100 mmxlO0 mmx300 mill，保护层厚
度为20 111111，在对角处各放置一根直径为6 i／ira，长度为300 mm
的光圆钢筋，两头露出来的部分做防锈处理，避免对试验的影响，
在标准养护室中养护28、60 d进行测量。成型试件见图1(a)。
美国阿美特克公司PAR2273仪器对混凝土中的钢筋锈蚀
进行测量，仪器基于线性极化原理。试验采用两电极体系，将工