低腐蚀率钢筋混凝土梁修复技术试验研究.pdf

李静等:低腐蚀率筋混凝土粱修复技术试验究
低腐蚀率钢筋混凝土梁修复技术试验硏究
李静,吴瑾,朱磊
(南京航空抗天大学北木工程系,南京210016
【摘嬃】试验制作了3根普通混凝土梁,通电加速腐蚀后进行修复,通过普通砂浆修复和环氧砂浆修复试
验,研究了腐蚀钢筋混凝土梁修复方法,并根据实测承载力比较两种方法的修复效果。本文所选取的两种挖补修
复方法均可以提高腐蚀钢筋混凝士结构的承载力,其中采用环氧砂浆修复比釆用普通砂浆修复效果好。
【关键词】混凝土;钢筋;腐蚀;修复;承載力
中图分类号】TU528.571
文献标识码】B【文章编号』1001-6864(201107-0003-02
钢筋混凝土腐蚀破坏已成为威胁全世界和我国钢筋混
A4G100
凝土结构耐久性的主要灾害之一,它造成的直接和间接损
失极大,给世界各国造成了严重的财政负担,同时也威胁着
人们的生命安全,因此对现存的腐蚀钢筋混凝土结构的修10
10
复问题迫在眉晓。对腐蚀钢筋混凝士的挖补修复是将因钢
筋腐蚀受到损彷的混凝土层铲除并更新,以恢复混凝土
图1试验梁面配筋图及加载方式/mm
结构的正常使用功能-?。
1试件设计与试验方案
学腐蚀方法对混凝土梁底部受力钢筋进行通电腐蚀。所用
1试件设计
的通电设备是HIYL-A型恒压/恒流源仪器,恒定电流为
本文制作了三根试验梁,尺寸、配筋、混凝土强度等级81mA,通电时间为20d。
均相同。试验采用强度等级为C25混凝土,配合比为:水
(1)将试件梁中的钠筋串联,作为阳极,不锈钢管作
水泥:砂:石子=0.4:1:1.08:2.20。
为阴极。将纵筋一端延伸部分以导线相连,将底部两根钢
试验采取对钢筋进行通电加速腐蚀的方法。为提高通筋串联,采用环氧树脂作为涂覆层,牢牢裹住导线,以防通
电腐蚀速度,在水中加人了适量的工业盐,以提高氯离子的电时遇水发生破坏。梁的另一端延伸部分,其中一根钢筋
浓度,用量为水泥的5%。
接导线与不锈钢管相连(仍然需要用环氧树脂涂覆),且前
滛凝土梁的尺寸为50mmx100mm×600mum,截面配筋及
根梁所接不锈钢管插入到下一根梁的腐蚀液中,形成
加载方式如图1所示。泯凝土梁底端两头各伸出100mn长个闭合回路。如图2所示。
的纵筋以方便通电加速蚀。与受力筋相接触的箍筋采用涂
(2)将试件粱倒置于盐水中,盐水浓度为0.4umol/L,
抹环氧树脂的方法进行绝缘处理,以防止箍筋发生腐蚀。
盐水一直加到外伸钢筋以下10m处,电路形成路,在此时
1.2试验方案
试件的顶部(即原来梁的底部)用更高浓度的1mol/L热盐
1.2.1加速电腐蚀
水浇灌,一天三次,保持钢筋处于高温、髙湿度环境中。
试件在标准养护条件下养护至28d龄期,然后采用电化
2.2挖补修复
在120~170min阶段,不同产物间表面活性的差异不明显
但当反应时间超过170min,产物的表面活性又会随反应时
参考文献
间的加而增加。
1]李红侠,李春梅.磺化过程对券系高效减水剂性能影响的试验
对于水解反应,反应温度为120℃的产物表面活
研究[J]」.河北化工,200,(2):25-26.
性最弱,低于120℃时产物表面活性随反应温度的增加而减[2]李秋义,等合成工艺对蒸系高效减水剂性能的影响[]-化学
弱,高于120℃时产物引气效果随温度的增加而提高。水解
建材,2004,(3):27-29
反应越长,产物的表面活性越弱,当反应进行到一定时问
「3]李方,等.高聚合度素系减水剂的合成新工艺[「化学建材,
后,产物表面活性会趋于平稳,不再随反应时间增加面发生
校大变化。
[4]王谦杜娬萘系减水剂吸附性能的研究[J].混凝土,2003,
(9);30-31
(3)缩合反应温度对产物表面活性的影响较为不规
律,从80℃开始,随着温度提高,产物的表面活性上下波动,
收稿日期]2011-03-25
但总体上呈减弱的趋势。缩合反应时间在1~5h内,产物表
[作者简介」郝聪林(1982-),男,哈尔滨人,助理工程师,从
面活性随时间的增加而缓慢提髙。
事建筑材料技术研究工作。
低温建筑技术
211年第7期(总第157期
蚀引起的承载办的降低几乎由环氧砂浆全部弥补,承载力
④电源
比.1号和2号梁都要高,可以说明环氧砂浆的修复效果比普
通砂浆要好
2.2试验分析
试件梁不锈钢接线钢筋
在本试验所得到的腐蚀率条件下,未进行修复处理的
试验梁其极限承载力较普通梁即未腐蚀梁承载力理论计算
图2通电腐独电路示意图
值要小,在此腐蚀率下钢筋混燹士粱的承载力有所下降
这是因为:一方面,钢筋腐蚀,导致钢筋的力学性能下降;另
实验后期,钢筋腐蚀,厲蚀产物体积膨胀,在纵筋部位二方面,钢筋腐蚀产生腐蚀产物积聚在钢筋表面,对钢筋与
附近区域产生挤压应力,保护层出现顺筋裂缝,禁续通电,浪凝土之间的粘结造成了定的影响,从而破坏钢筋与混
开裂程度进--步加大,当保护层开始剥落时,停止通电,准凝土之间的协同工作作用。
备进行下一步修补工作。
采用两种挖补修复方法,对腐蚀钢筋混凝土梁的承载
(1)表面处理。由于此时钢筋腐蚀率较低,不需附加力提高均有着一定的提高作川,这主要是因为通过除去已
钢筋网或是绑扎一定长度同规格的钢筋作为补偿进行修损伤的混凝土层,除去钢筋表面上的铁锈层,并修补上新的
复。只需对混凝土梁进行以下处理:凿除混凝土中钢筋周混凝土砂浆,这可以重新建立钢筋与混凝土之间的粘结作
的腐蚀松散部分,将需作修补的旧混凝土衔接面凿毛,清用,从雨提高腐蚀钢筋混凝土梁的承载力。对于采取不同
除钢筋上的铁锈,用热风机将接触面吹干,放在阳光下照射的混凝土砂浆修复,对承载力的提高有着不同的效果,这主
一段时间,保证修补面的干燥。
要是所采取的修复材料的影响。修复材料的性能将直接决
(2)修复。对表面处理后的试件梁进行如下修复:①定修复后试件的力学性能,在本试验中可以明显地看出,普
试件1不做任何修复:②试件2采用普通砂浆进行修复,其通砂浆和环氧砂浆作为不同的修复树料,其本身的性能就
砂浆等级为M30,采用32.5号水泥,配合比为:水泥:砂:水有着很大的差昇,普通砂浆成本较低,使于制作,性价比很
606:1500:364=1:2.48:0.8;③试件3采用环氧砂浆进行高,容易得到实际工程的普及运用,但有它修补,梁的承载
修复,配合比为:树脂:乙二胺:二丁酯水泥:砂=1.0:0.10力提升不大。而环氧砂浆则是以环氧树脂作为原料之
0.20:0.88:3.0。
环氧树脂的粘性很大,所制砂浆粘稠度很高,很大程度的提
(3)弯曲试验。修复好的试件养护一周后进行加载,高钢筋与混凝土之间的粘结力,其承载力的提高值也将比
采用单点加载
普通砂浆要大,用它来修复,效果很好,但是成本高,操作有
2试验绩果与分析
的技术要求,不易普及
2.1试验结果
3结语
通过弯曲试验,三根梁极限承载力如表1所示。
(1)钢筋腐蚀导致钢筋截面积减小,未进行任何修复
的梁的实验承载力比计算值有所降低,抗弯能力下降。
表
实验结果汇总
2)本试验中采用两种不同砂浆的挖补