RC桥梁碳化腐蚀下的开裂风险、耐久性和全寿命成本分析 被引量：9

1

作者 彭建新 张建仁 《公路交通科技》 CAS CSCD 北大核心 2011年第2期37-44,51,共9页

基于改进的碳化深度预测模型,利用最新的CO2浓度数据,发展了时变可靠度模型计算混凝土结构在碳化腐蚀下的开裂概率。建立概率模型可以考虑CO2浓度、扩散过程、劣化机理、钢筋的位置、保护层深度、腐蚀电流的随机性和不确定性。计算了不... 基于改进的碳化深度预测模型,利用最新的CO2浓度数据,发展了时变可靠度模型计算混凝土结构在碳化腐蚀下的开裂概率。建立概率模型可以考虑CO2浓度、扩散过程、劣化机理、钢筋的位置、保护层深度、腐蚀电流的随机性和不确定性。计算了不同耐久性设计状态下和不同的锈胀开裂宽度准则下在碳化腐蚀作用下的开裂风险。建立了全寿命成本概率模型,比较了在碳化腐蚀下的不同耐久性措施和不同锈胀开裂宽度准则的全寿命经济性能,提出了在碳化腐蚀作用下未来混凝土结构保护层设计厚度。研究发现对于保护层厚度为40 mm和水灰比为0.45的混凝土结构,腐蚀开裂概率仅为0.003,碳化腐蚀损伤可以忽略。然而,对于保护层厚度为20 mm和水灰比为0.55的混凝土结构,结构服役50 a后,有0.18的概率开裂。在100 a后,概率提高到0.37,其全寿命成本为中等耐久性混凝土结构的3.1倍。当现有结构保护层厚度为小于或等于55 mm时在未来排放策略下保护层厚度需要提高3~15 mm以疏缓RC桥梁的碳化腐蚀损伤。 展开更多

关键词 桥梁工程 RC桥梁 碳化腐蚀 耐久性 开裂风险 时变可靠度 全寿命成本

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考虑全寿命性能和成本的碳化腐蚀下RC梁桥耐久性参数确定方法 被引量：10

2

作者 彭建新 张建仁 《土木工程学报》 EI CSCD 北大核心 2013年第1期69-75,共7页

发展了考虑时变温度效应的腐蚀开始时间模型和碳化腐蚀率模型,以混凝土保护层厚度、水灰比以及钢筋直径等参数为设计变量,建立钢筋混凝土(RC)梁桥耐久性设计全寿命概率成本模型。以寿命期内全寿命成本现值最小为优化目标、寿命期基于锈... 发展了考虑时变温度效应的腐蚀开始时间模型和碳化腐蚀率模型,以混凝土保护层厚度、水灰比以及钢筋直径等参数为设计变量,建立钢筋混凝土(RC)梁桥耐久性设计全寿命概率成本模型。以寿命期内全寿命成本现值最小为优化目标、寿命期基于锈胀开裂的正常使用性能为约束条件,提出大气环境下RC梁桥全寿命耐久性优化设计模型,构建大气环境下RC梁桥基于成本-效益的耐久性参数确定新方法,为大气环境下RC梁桥全寿命过程耐久性设计参数确定提供了新的思路。计算发现RC梁桥的全寿命性能与钢筋的位置和直径有关。对于大气环境条件下受碳化腐蚀的RC梁桥,采用初始成本最优得到的耐久性设计参数不满足全寿命耐久性能要求。综合考虑全寿命成本和性能时,当保护层厚度为30mm和水灰比为0.45时,尽管考虑将来累积碳化腐蚀损伤效应,提高混凝土保护层厚度和混凝土强度不能降低全寿命成本,反而增加初始造价,不是成本效益比最优的耐久性设计对策。 展开更多

关键词 RC桥梁 全寿命耐久性设计 碳化腐蚀 全寿命成本分析方法 时变可靠度

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基于时变可靠度的钢筋混凝土结构碳化腐蚀开裂比例预测和维护时间确定 被引量：4

3

作者 彭建新 邵旭东 张建仁 《中外公路》 北大核心 2010年第5期120-126,共7页

基于改进的碳化深度预测模型,结合IPCC预测大气CO2浓度数据,研究了气候变化(CO2浓度)的规律及其对混凝土结构的碳化损伤影响和维护时间的确定。由于概率预测模型能够考虑CO2排放、环境、结构尺寸、腐蚀电流密度、钢筋布置、保护层厚度... 基于改进的碳化深度预测模型,结合IPCC预测大气CO2浓度数据,研究了气候变化(CO2浓度)的规律及其对混凝土结构的碳化损伤影响和维护时间的确定。由于概率预测模型能够考虑CO2排放、环境、结构尺寸、腐蚀电流密度、钢筋布置、保护层厚度和劣化机制的不确定性和变异性,发展了时变可靠度模型来计算混凝土结构在多种CO2排放策略作用下和不同耐久性设计下将来100年内的开始腐蚀概率和腐蚀开裂比例。根据结构维护管理要求标准,确定结构第一次维护时间。研究表明:在A1FI排放策略下的开始腐蚀概率比其在最好CO2排放策略下高了720%;对于保护层厚度为20 mm和水灰比为0.55的混凝土,在将来100年的开裂概率为0.37,这意味着大多数混凝土结构在服役期存在碳化腐蚀损伤现象,将来需要大量的维修和维护工作;在A1FI排放策略下,当可接受的开裂比例设为1%时,对于建于2000年、保护层厚度为30 mm和水灰比为0.50的钢筋混凝土结构在碳化腐蚀下第一次维护时间在2058—2065年。 展开更多

关键词 钢筋混凝土结构 碳化腐蚀 开裂 时变可靠度 气候变化 维护时间

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混凝土的碳化腐蚀与验评 被引量：9

4

作者 颜承越 《粉煤灰综合利用》 1996年第3期69-74,共6页

碳化是混凝土的“四害”之一，更是影响粉煤灰砼能否推广应用的重要因素。由于影响混凝土碳化的因素复杂多变，在研究碳化速度，评价其抗碳化性能优劣时，应因地、因材制宜，不能生套别人的经验。本文通过大量试验对比，做了初步探讨和... 碳化是混凝土的“四害”之一，更是影响粉煤灰砼能否推广应用的重要因素。由于影响混凝土碳化的因素复杂多变，在研究碳化速度，评价其抗碳化性能优劣时，应因地、因材制宜，不能生套别人的经验。本文通过大量试验对比，做了初步探讨和论述。 展开更多

关键词 混凝土 碳化腐蚀 碳化速度 试验

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砼结构基于碳化腐蚀的优化维修策略

5

作者 郭院成 张妍超 曾力 《郑州工业大学学报》 2001年第1期30-32,共3页

《工业建筑防腐蚀设计规范》规定了砼结构中受力钢筋的最小保护层厚度 ,认为对接触弱腐蚀性介质的钢筋砼结构 ,随着钢筋保护层的减小 ,结构耐久性能也随之降低 .依此设计要求 ,提出一种基于砼碳化腐蚀的耐久性准则 ,定义了相应的耐久度... 《工业建筑防腐蚀设计规范》规定了砼结构中受力钢筋的最小保护层厚度 ,认为对接触弱腐蚀性介质的钢筋砼结构 ,随着钢筋保护层的减小 ,结构耐久性能也随之降低 .依此设计要求 ,提出一种基于砼碳化腐蚀的耐久性准则 ,定义了相应的耐久度系数概念 ,并据此建立了以“修旧如新” 展开更多

关键词 建筑结构 混凝土结构 弱腐蚀性 碳化腐蚀 优化维修策略

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平顶山矿区生产地面建筑碳化腐蚀的现状与加固补强探讨 被引量：1

6

作者 常辉 潘见 范光明 《平顶山工学院学报》 2003年第2期19-21,共3页

　结合平顶山矿区煤矿地面建筑的碳化、腐蚀的特点和现状,对一些有损于砼结构的不利因素和各种外部环境作了重点分析、论述。并对近年来构筑物的加固补强的作法进行了探讨。

关键词 平顶山煤矿 地面建筑 碳化腐蚀 混凝土 耐久性 管理 施工质量 加固补强

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矿区建筑物碳化腐蚀的机理分析与加固补强

7

作者 夏树威 段敬民 乔庆军 《山西建筑》 2006年第22期75-77,共3页

分析了矿区环境中腐蚀性物质使钢筋混凝土碳化腐蚀的作用机理及影响钢筋混凝土碳化腐蚀的因素,阐述了碳化腐蚀对结构性能的影响,最后提出碳化腐蚀结构的加固补强措施。

关键词 碳化腐蚀 作用机理 加固补强

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考虑碳化腐蚀的墩柱保护层厚度影响系数研究

8

作者 李峰 王晓琰 +1 位作者 岳阳 方顺 《低温建筑技术》 2021年第8期139-142,共4页

为了研究矿物掺合料对混凝土墩柱抗碳化腐蚀性能的影响规律,对以不同矿物掺合料代替水泥的混凝土墩柱碳化深度以及墩柱保护层厚度影响系数进行了分析。文中通过用一定比例的矿物掺合料代替混凝土中水泥,进行混凝土墩柱碳化抗腐蚀试验研... 为了研究矿物掺合料对混凝土墩柱抗碳化腐蚀性能的影响规律,对以不同矿物掺合料代替水泥的混凝土墩柱碳化深度以及墩柱保护层厚度影响系数进行了分析。文中通过用一定比例的矿物掺合料代替混凝土中水泥,进行混凝土墩柱碳化抗腐蚀试验研究,研究结果表明,掺入一定量的矿渣粉和粉煤灰,能够有效提高混凝土墩柱的抗碳化性能,降低墩柱保护层厚度影响系数,且用10%的粉煤灰和25%矿渣粉代替水泥的条件下,混凝土墩柱保护层厚度影响系数最小。并为相关混凝土耐久性试验研究提供参考。 展开更多

关键词 混凝土 碳化腐蚀 保护层厚度影响系数

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超临界二氧化碳环境中低合金钢T24耐腐蚀性能研究 被引量：2

9

作者 王硕 车鹏程 +3 位作者 程义 谢敏 梁奎 刘光奎 《表面技术》 EI CAS CSCD 北大核心 2022年第1期79-85,共7页

目的获得低合金钢T24在550、600℃,25 MPa超临界二氧化碳环境中的抗腐蚀性能,为超临界二氧化碳环境中的锅炉选材提供基础数据。方法使用静态反应釜开展T24在超临界二氧化碳环境中的腐蚀实验。利用精度为0.01 mg电子天平对实验前后的试... 目的获得低合金钢T24在550、600℃,25 MPa超临界二氧化碳环境中的抗腐蚀性能,为超临界二氧化碳环境中的锅炉选材提供基础数据。方法使用静态反应釜开展T24在超临界二氧化碳环境中的腐蚀实验。利用精度为0.01 mg电子天平对实验前后的试样进行称量,利用扫描电镜(SEM)、X射线衍射仪(XRD)、辉光放电发射光谱仪(GD-OES),对T24的氧化膜表面形貌、横截面形貌、物相以及氧化膜中元素成分分布进行表征。结果根据腐蚀增重曲线可知,550℃和600℃所对应的时间指数分别为0.45和0.43,表明腐蚀过程受到离子扩散控制。氧化膜表面主要由颗粒状氧化物组成,随着温度和时间的增大,这些颗粒状氧化物的尺寸逐渐增大,并且600℃环境下氧化膜表面形成裂纹。氧化膜为典型的双层结构,外层主要为Fe_(3)O_(4),内层主要由Fe-Cr尖晶石组成。氧化膜外表面、Fe-Cr氧化膜内以及内层/基体之间存在元素C的富集。随着环境温度以及时间的增加,内层与基体之间的碳化层厚度逐渐增大。结论温度的增加会加快T24的腐蚀速率以及碳化物层的厚度,大大降低其抗腐蚀性能,并使氧化膜易产生开裂或脱落。 展开更多

关键词 T24 超临界二氧化碳 碳化腐蚀 腐蚀机理

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超临界二氧化碳工质发电系统候选材料高温腐蚀研究现状与进展 被引量：16

10

作者 肖博 朱忠亮 +1 位作者 李瑞涛 张乃强 《热力发电》 CAS 北大核心 2020年第10期30-37,共8页

近年来,采用高温超临界二氧化碳(S-CO2)作为工质构建新型布雷顿循环,建立超高参数、超高效率、结构紧凑的发电动力系统,在燃煤火电、核电、太阳能热发电等领域具有良好的应用前景。金属管道和部件在高温S-CO2环境中的抗高温腐蚀性能是... 近年来,采用高温超临界二氧化碳(S-CO2)作为工质构建新型布雷顿循环,建立超高参数、超高效率、结构紧凑的发电动力系统,在燃煤火电、核电、太阳能热发电等领域具有良好的应用前景。金属管道和部件在高温S-CO2环境中的抗高温腐蚀性能是该新型动力系统建设的瓶颈问题之一。本文综述了候选材料铁素体/马氏体耐热钢、奥氏体不锈钢、高温镍基合金在高温S-CO2环境中的腐蚀研究现状,探究了S-CO2环境下的氧化-碳化耦合机理,给出了S-CO2环境腐蚀亟需解决的问题,提出了合理抑制碳化腐蚀的方法,指明了S-CO2腐蚀的研究发展方向和趋势。 展开更多

关键词 高温腐蚀 超临界二氧化碳 铁素体/马氏体钢 奥氏体钢 镍基合金 氧化-碳化耦合 碳化腐蚀

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甲醇转化炉预热段出口管线腐蚀原因

11

作者 柏明清 周杨 +2 位作者 魏超 王艳芳 黄开宣 《腐蚀与防护》 CAS 北大核心 2013年第12期1147-1150,1157,共5页

通过宏观检查、壁厚测试、化学成分分析、金相检验及腐蚀产物分析等方法对甲醇转化炉预热段出口管线进行腐蚀原因分析。结果表明,造成管线腐蚀减薄的主要原因是高温碳化腐蚀,提出了选材建议及工艺改进措施。

关键词 甲醇 转化炉 碳化腐蚀(金属粉化) 减薄

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常用铸造耐热钢的碳化研究

12

作者 谭惠钟 陈继志 王嘉敏 《热加工工艺》 CSCD 北大核心 2010年第22期185-187,共3页

研究了四种耐热钢和一种耐热合金的耐碳化腐蚀性能,分析了渗碳对五种耐热材料力学性能的影响。由于材料中含有很高的Cr和Ni,同时存在Si,五种材料在900、950℃渗碳100 h后,渗碳层很薄,对力学性能的影响小。

关键词 耐热钢 碳化腐蚀 力学性能

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煤矿矿井混凝土井壁腐蚀的调查与破坏机理 被引量：35

13

作者 刘娟红 卞立波 +3 位作者 何伟 纪洪广 周卫金 韩昌伟 《煤炭学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2015年第3期528-533,共6页

为研究煤矿矿井混凝土井壁腐蚀破坏机理,结合黄淮地区井筒破裂实例,采用超声回弹法对井壁过水面、干湿交替面及未过水井壁混凝土进行腐蚀深度及回弹强度的检测,并通过SEM,EDS,XRD对不同深度被腐蚀的井壁混凝土进行微观分析,研究环境介... 为研究煤矿矿井混凝土井壁腐蚀破坏机理,结合黄淮地区井筒破裂实例,采用超声回弹法对井壁过水面、干湿交替面及未过水井壁混凝土进行腐蚀深度及回弹强度的检测,并通过SEM,EDS,XRD对不同深度被腐蚀的井壁混凝土进行微观分析,研究环境介质对水泥石中C-S-H凝胶结构的影响。结果表明:垂深304.8 m至马头门位置的井壁混凝土破坏严重,井壁混凝土的强度由原来的C30降低到10~15 MPa;马头门附近四含水过水面的井壁混凝土受到了溶解性腐蚀,水化产物Ca(OH)2,Aft等基本消耗殆尽,大部分C-S-H已被分解,其主要物相是Ca CO3以及少量的低碱度的水化硅酸钙凝胶;垂深346~430 m过水的井壁外附着黑色糜烂状沉积层,主要是水泥石中C-S-H凝胶碳化生成的无胶凝性的硅胶和结晶度较差的Ca CO3;地下水中的SO2-4和Na+对井壁混凝土的腐蚀主要是膨胀性的化学腐蚀,生成的钙矾石、石膏以及析出的芒硝、石盐结晶体,产生较大的膨胀压力,可导致井壁混凝土胀裂而成片剥落。 展开更多

关键词 井壁混凝土 溶解性腐蚀 碳化腐蚀 膨胀性腐蚀

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混凝土内部钢筋的腐蚀及使用寿命 被引量：4

14

作者 宋福春 安娜 《沈阳建筑大学学报（自然科学版）》 CAS 北大核心 2013年第4期669-674,共6页

目的为了探讨混凝土内部钢筋的腐蚀机理,便于能够对结构恶化问题提供不同的解决方法,提高混凝土结构的使用寿命.方法通过研究碳化腐蚀和氯化物腐蚀来预测钢筋混凝土结构的使用寿命.混凝土碳化使用寿命预测认为混凝土中钢筋一旦开始锈蚀... 目的为了探讨混凝土内部钢筋的腐蚀机理,便于能够对结构恶化问题提供不同的解决方法,提高混凝土结构的使用寿命.方法通过研究碳化腐蚀和氯化物腐蚀来预测钢筋混凝土结构的使用寿命.混凝土碳化使用寿命预测认为混凝土中钢筋一旦开始锈蚀,则在较短的时间内就会引起混凝土保护层开裂、脱落,致使结构构件的承载力下降,从而严重影响其使用寿命.因此,碳化使用寿命预测是将钢筋开始锈蚀的时间作为结构构件适用性终结标志.并与一般劣化外力作用的计算方法进行对比.结果保护层厚度和混凝土类型及环境湿度影响混凝土内部钢筋的腐蚀,进而影响结构的使用寿命.通过分析工程状况可知,混凝土保护层厚度过薄是导致桥梁结构过早破坏的主要原因之一.结论通常为了获得尽量长寿命的结构,必须设计足够的混凝土保护层厚度.在设计中要尽量控制好保护层厚度和混凝土配合比,以提高结构的耐久性. 展开更多

关键词 碳化腐蚀 氯化物腐蚀 使用寿命 保护层厚度

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考虑腐蚀参数时空变异性的RC结构顺筋锈胀随机分析 被引量：3

15

作者 彭建新 张建仁 《土木工程学报》 EI CSCD 北大核心 2013年第9期46-54,共9页

由于CO2浓度、大气温度、碳化腐蚀电流密度和混凝土强度等影响碳化锈胀开裂的随机参数分布具有时间和空间变异性,在基于可靠度的耐久性分析中如何考虑这一特性是目前研究热点和难点。基于随机场理论,使用中点法,通过合理选取单元相关长... 由于CO2浓度、大气温度、碳化腐蚀电流密度和混凝土强度等影响碳化锈胀开裂的随机参数分布具有时间和空间变异性,在基于可靠度的耐久性分析中如何考虑这一特性是目前研究热点和难点。基于随机场理论,使用中点法,通过合理选取单元相关长度和波动系数,发展空间时变可靠度模型来预测RC结构在不同环境条件下将来100年内的碳化腐蚀开始比例和顺筋锈胀开裂比例。研究表明:①碳化腐蚀过程考虑累积效应和温度效应更接近实际退化过程,预测结果更合理;②考虑腐蚀参数空间变异性比完全相关和完全不相关条件下的顺筋锈胀开裂比例分别高22.9%和低32.8%,基于可靠度的耐久性分析需计入材料、几何尺寸以及腐蚀过程的空间变异性的影响;③做好结构防水是减少碳化锈胀损伤的有效措施之一。 展开更多

关键词 RC结构 空间变异性 可靠度 碳化腐蚀 锈胀开裂

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CO_2对固井水泥的腐蚀 被引量：8

16

作者 孙富全 侯薇 靳建洲 《石油化工应用》 CAS 2007年第1期35-39,共5页

近年来在钻井开发中,CO2的腐蚀碳化作用已引起业内关注,它主要影响水泥石的微粒结构即孔隙率和抗压强度。本文介绍了超临界条件下CO2腐蚀实验的设备、研究方法及其腐蚀机理,并讨论了碳化腐蚀的介质环境、水泥石抗压强度与环境的关系、CO... 近年来在钻井开发中,CO2的腐蚀碳化作用已引起业内关注,它主要影响水泥石的微粒结构即孔隙率和抗压强度。本文介绍了超临界条件下CO2腐蚀实验的设备、研究方法及其腐蚀机理,并讨论了碳化腐蚀的介质环境、水泥石抗压强度与环境的关系、CO2的侵入深度等问题。 展开更多

关键词 CO2 超临界 碳化腐蚀 油井水泥

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大型高炉气密箱布料溜槽动挂臂失效分析 被引量：1

17

作者 郭雪峰 刘森 +2 位作者 项宝胜 马朝帅 雷振尧 《设备管理与维修》 2023年第6期113-115,共3页

国内某钢厂大型高炉炉顶关键设备气密箱布料溜槽掉落于炉内,对溜槽失效部件动挂臂的表面形貌、组织、断口成分进行分析后发现,断口金相组织的珠光体已严重球化、发生了严重的金属碳化腐蚀,最终导致溜槽掉落。此次事故分析结果显示,整体... 国内某钢厂大型高炉炉顶关键设备气密箱布料溜槽掉落于炉内,对溜槽失效部件动挂臂的表面形貌、组织、断口成分进行分析后发现,断口金相组织的珠光体已严重球化、发生了严重的金属碳化腐蚀,最终导致溜槽掉落。此次事故分析结果显示,整体式动挂臂支撑轴轴孔位置凸显为新的薄弱部位,长期受高温影响后材料力学性能下降。通过优化支撑轴固定方式、增加动挂臂保护、冷却降温和优化炉顶温度控制等措施,延长动挂臂服役寿命。 展开更多

关键词 布料溜槽动臂 高温 珠光体球化 金属碳化腐蚀

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大气环境条件下混凝土保护层取值的研究 被引量：15

18

作者 徐善华 牛荻涛 王庆霖 《土木工程学报》 EI CSCD 北大核心 2005年第11期45-50,66,共7页

混凝土中钢筋锈蚀和混凝土保护层锈胀开裂是钢筋混凝土结构使用极限状态的重要标志,是决定钢筋混凝土结构保护层厚度取值的重要条件。通过混凝土中钢筋开始锈蚀条件的研究和混凝土保护层锈胀开裂条件的研究,建立了碳化腐蚀条件下混凝土... 混凝土中钢筋锈蚀和混凝土保护层锈胀开裂是钢筋混凝土结构使用极限状态的重要标志,是决定钢筋混凝土结构保护层厚度取值的重要条件。通过混凝土中钢筋开始锈蚀条件的研究和混凝土保护层锈胀开裂条件的研究,建立了碳化腐蚀条件下混凝土最小保护层厚度的确定方法。经过大量计算,分析了影响大气环境条件下混凝土最小保护层厚度取值的因素,给出了我国几个典型城市混凝土最小保护层厚度的分析结果。 展开更多

关键词 耐久性 碳化腐蚀 钢筋锈蚀 混凝土保护层 可靠指标

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粉煤灰与混凝土结构的耐久性 被引量：19

19

作者 张云莲 《腐蚀与防护》 CAS 2002年第7期305-307,共3页

化学侵蚀、碳化腐蚀、钢筋锈蚀、冻融循环、碱集料腐蚀等是影响混凝土耐久性的常见破坏因素。

关键词 粉煤灰 混凝土结构 耐久性 化学侵蚀 碳化腐蚀

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混凝土中消除氯离子的原理与应用 被引量：5

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作者 周新刚 周长军 王振 《工业建筑》 CSCD 北大核心 2002年第2期15-18,共4页

混凝土碳化或氯离子侵入混凝土都能导致混凝土中钢筋发生腐蚀 ,而氯离子腐蚀钢筋引起的后果更为严重。防止和减缓钢筋腐蚀是改善和提高混凝土结构耐久性的主要途径。防止和治理钢筋腐蚀的方法很多 ,但在经济和技术上都有局限性。研究了... 混凝土碳化或氯离子侵入混凝土都能导致混凝土中钢筋发生腐蚀 ,而氯离子腐蚀钢筋引起的后果更为严重。防止和减缓钢筋腐蚀是改善和提高混凝土结构耐久性的主要途径。防止和治理钢筋腐蚀的方法很多 ,但在经济和技术上都有局限性。研究了用除盐法直接排除混凝土中的氯离子 ,对混凝土中的钢筋腐蚀进行治理的原理 ,介绍了除盐法的工艺及应用效果 ,分析比较了除盐法与其它电化学方法的防治效果 ,讨论了除盐对结构受力性能的影响等。 展开更多

关键词 钢筋 腐蚀 除盐法 碳化腐蚀 氯离子 腐蚀 混凝土结构

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