钢筋及预应力筋锈蚀速率试验研究*

向阳开 曾建民 马艳兵

1 研究现状

钢筋和预应力筋的锈蚀是导致桥梁结构耐久性降低的主要原因之一。国内外学者对钢筋锈蚀问题的研究成果比较丰富[1,2]。但是,其理论分析中诸多参数很难确定,缺乏一致性,使得实用性较差。

与普通混凝土结构相比,国内外对预应力混凝土结构耐久性的研究相对较少。传统认为预应力结构因裂缝的自我闭合而不易产生预应力筋的锈蚀,但随着预应力混凝土结构服役年限的增加,因预应力钢筋锈蚀引起的破坏为数并不少。据我国1994年铁路部门的统计,正在运营的有病害桥梁共6 137座,占所有桥梁总数的18%,其中预应力混凝土桥梁2 675座[3]。另外,斜拉桥和悬索桥,其拉索防护体系还不完善,使得拉索钢丝在斜拉桥经过多年运营后产生严重的腐蚀[4]。

要正确地对钢筋和预应力筋结构的耐久性进行合理评估,有必要进一步开展钢筋及预应力筋的锈蚀规律的研究。

2 快速锈蚀试验

2.1 普通钢筋锈蚀试验

钢筋选用HBR335 B12,混凝土等级采用 C50,用425号普通硅酸盐水泥配制,粗骨料最大粒径为10 mm,混凝土配合比为水泥∶砂∶石∶水=1∶1.5∶2.13∶0.36,并按水泥质量的2%,3%分别掺加早强剂和NaCl。具体尺寸及装置设置如图1所示。

试件在通电前预先在浓度5%的NaCl溶液中浸泡3 d后通电加速锈蚀。电流由一个可调式电源进行控制。电流强度稳定为50 mA,在通电过程中观察电流强度变化,调节电流强度,使其保持恒定。根据每根钢筋通电的具体情况得出每根钢筋的电流强度,换算成电流密度,电流密度不宜大于3 mA/cm2。……