混凝土内钢筋锈蚀规律随机性的研究

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发布时间：2021-09-19

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混凝土内钢筋锈蚀规律随机性的研究
马中军 2，张树瑁1,2，刘沐宇，
(1．武汉理工大学，湖北武汉430070；2．南阳理工学院，河南南阳473004)
摘要：通过试验说明了应当引入随机理论来研究混凝土内钢筋的锈蚀规律，提出了将非平稳过程平稳化的思路，建立了考虑随机性的
钢筋锈蚀速率预测公式，然后结合实际数据给出了用数理统计理论来确定某时刻锈蚀量均值的方法。
关键词：锈蚀速率；随机；均值
中图分类号： TU528．01 文献标志码： A 文章编号： 1002—3550(2012)03—0043—03
Study on randomicity of corrosion law for steel bar in concrete
^ Z~ong-jan1,2，ZI-IANGShu-jun ，LIUMu-yu
(1．Wuhan University ofTechnology，Wuhan 430070，China；2．Nanyang Institute ofTechnology，Nanyang473004，China)
Abstract： It was proved that the ralldom theory should be inducted to the study on steel bar corrosion law by experiment．The way of changing
non-stationary into stationary process has been put forward．Corrosion rate forecast formulas considering random wel'e established．Using actual da-
+
ta，themethodofcalculatingCorrosion extentmean basedonmathematical statisticswasthenproposed．
Kev w ords： corrosion rate；ran dom；mean
0 引言
混凝土中钢筋的锈蚀是影响结构耐久性的最重要因素，对
钢筋锈蚀规律的研究是目前耐久性课题的一个重要方面。现在
大量锈蚀研究的落脚点都在钢筋的锈蚀速率，锈蚀速率受很多
因素影响，其中外因有自然环境中的有害介质、温度、湿度、冻
融等，内因有混凝土的渗透性、裂缝情况、强度等级等【l】，这些因
素的影响效果从定量上分析大都具有明显的不确定性，而且互
相之间还有影响，导致难以对锈蚀的规律性直接进行理论分
析，目前的研究主要依赖于试验。
1 钢筋锈蚀速率的试验研究
1．1 试验情况
1．1．1 试验准备，
混凝土用料采用P·O 32．5级水泥、中砂、砾石(粒径5～
25姗)，共有3种强度等级，配合比如表1所示。
表1 混凝土配合比
钢筋采用三种直径(1O、14、18 nun)的光圆钢筋，经过酸
洗、中和和烘干等处理，同时在钢筋上固定导线供测锈蚀率用。
1．1．2 试件设计与制作
混凝土试块为边长100 inln的立方体，钢筋长度为90 InlTl，
被包裹在混凝土内，两端用环氧树脂封住。试件分组如表2所示，
收稿日期：201l~ q)9—14
表2 试件分组表
每组做3个平行试件。
将试块的一个面浸泡在8％的氯化钠溶液中，钢筋距离该边
的距离统一控制为30 mm。
1．1_3 测试装置
采用目前主流的钢筋腐蚀速率测试方法—_l‘线性极化法”。
这种方法是在钢筋腐蚀电位附近一个较小的范围内对其进行
极化以获得钢筋的极化电阻，然后按照Ster-Geary公式计算钢筋
的腐蚀电流，即可算出钢筋的腐蚀速度。
1．2 试验数据与分析
钢筋锈蚀之后8个相邻时刻(间隔3 d)的锈蚀速率数据见
表3。
经观察，这段时间内混凝土表面未出现裂缝。
由表3可见锈蚀速率的变化规律很不明显，而且数值的绝
对差异很小，同一组试件内的数据相对差异却比较明显，说明
了数据具有难以描述的离散性。
这个问题的出现并不是偶然的，目前进行的锈蚀率试验都
反映出了同样的情况。从机理上来说，其中的主要原因在于以下
几个作用因素的影响：① 已形成的锈蚀层会直接影响未锈部分
表面的水分与氧气供应状况；②周围混凝土的部分孔隙会被铁
锈填充从而影响外部氯离子、二氧化碳和氧气等