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钢筋混凝土结构电场阻盐防护计算与验证

2011-07-12朱雅仙蔡伟成李森林胡少伟

水利水运工程学报 2011年3期
关键词:扩散系数混凝土

朱雅仙,蔡伟成,游 日,吴 烨,李森林,胡少伟

(南京水利科学研究院,水利部水工新材料工程技术研究中心,江苏 南京 210029)

目前,世界上新建和拟建的跨海大桥、隧道和高速公路大型桥涵等重大基础设施工程,均要求100 a以上的使用寿命.大量调研和工程实践证明,在氯盐等严酷环境中,要达到100 a以上的设计使用寿命,必须采取有效的腐蚀防护措施.

图1 电场阻盐(ERC)防护技术原理Fig.1 The principle of prevention technology of ERC

对于处于氯盐环境中的钢筋混凝土结构而言,氯盐的侵入是导致其腐蚀破坏的主要原因[1].本文针对钢筋腐蚀机理,提出了氯盐环境中钢筋混凝土结构外加电场阻盐(ERC)防护技术,其原理是在钢筋保护层之间施加一个阴极电场,使带有负电荷的Cl-向外迁移,以阻滞因浓度梯度造成的向内扩散作用.同时在钢筋上进行的微弱阴极反应产生了少量的OH-,从而保证钢筋周围的化学环境持久保持在无Cl-含量、高pH值的钝化条件,其原理见图1.

20世纪80年代末首先由挪威学者[2]根据氯离子在电场作用下的电迁移原理提出了电化学脱盐技术,目前该技术已用于修复受氯盐污染腐蚀破坏的钢筋混凝土结构[3];L.Tang等利用该原理,测量氯离子在混凝土中的扩散系数[4-5];胡少伟等[6]对外加电场作用下钢筋混凝土结构中氯离子含量分布进行了数值计算,表明在钢筋混凝土保护层之间施加一个微小电场,就能有效阻滞氯离子的侵入,为电场阻盐防护技术提供了依据.本文进行混凝土试件的电场……

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