1、 2)試驗步驟取18b工字鋼截成5斷，每段長度相等，用電子秤稱取每段質(zhì)量并記錄下來。然后澆筑試驗構(gòu)件，編號，如圖3-3、圖3-4；在電解槽里面配置5%濃度的用1%濃度的鹽酸溶液進行酸洗，再用3%濃度的碳酸鈉溶液中和，然后用清水沖洗干凈，擦干后，用電子秤稱取銹蝕后工字鋼的質(zhì)量； 本試驗只討論工字鋼的銹脹力問題。 系列號保護層厚度/cm系列122系列224系列326系列428銹脹力試驗的通電電流和快速銹蝕試驗電流相同，都控制在5A，這樣我們就可以根據(jù)圖3-8的曲線得出銹脹力與銹蝕率的關(guān)系圖。所謂銹蝕率就是銹蝕質(zhì)量與原質(zhì)量之比。即： 銹蝕率。如此我們就得到銹脹力與銹蝕率關(guān)系圖： (1) (2) 在通

2、電銹蝕的前5小時左右，銹脹力的增加趨勢很緩，隨后增加比較大。 保護層厚度/cnm22242628 銹脹力/Mpa0.004950.005680.006610.00862從表3-4，我們可以看出，在通電銹蝕的前5個小時，銹脹力很小，之后，增加的趨勢才變得明顯。結(jié)合徐港等關(guān)于鋼筋銹脹力的研究以及我們在通電銹蝕過程中的觀察，我們可以對于銹蝕產(chǎn)物的形成和發(fā)展過程進行一些分析。銹蝕產(chǎn)物的形成、發(fā)展一般分為三個階段：自由銹蝕階段、銹脹力明顯增加階段和脹裂。(1)自由銹蝕階段當鋼筋表面的鈍化膜遭到破壞時，鋼筋處于活化狀態(tài)，陽極區(qū)的鐵原子轉(zhuǎn)化為亞鐵離子，接著它與氫氧根反應生成Fe(OH)2，進一步與水和氧氣反

3、應生成Fe(OH)3。這種反應模式得以實現(xiàn)的前提是混凝土是一種多孔材料且鋼筋與混凝土的界面存在空隙，否則陰、陽離子很難遷移，實現(xiàn)反應。所以鋼筋銹蝕初期，生成的鐵銹將首先填充鋼筋與混凝土界面間的空隙，部分還會滲人界面周圍混凝土的孔隙中，而對周圍混凝土產(chǎn)生壓力很小。顯然，孔隙或空隙的總體積越大，產(chǎn)生銹脹力的時間就越晚，而這種孔隙或空隙的體積是與鋼筋的表面積，混凝土的水灰比，水化程度及固結(jié)程度有關(guān)的?；炷猎讲幻軐?，鋼筋銹蝕產(chǎn)物越容易向混凝土中擴散與外逸，減少銹蝕產(chǎn)物在鋼筋周圍的堆積量，鐵銹所引起的膨脹壓力越小。(2)銹脹力明顯增加階段 當銹蝕產(chǎn)物的總量超過鋼筋與混凝土界面附近的孔隙或是空隙可容納的

4、銹蝕產(chǎn)物總量時，銹脹力的增加就開始變得明顯。(3)脹裂當銹蝕產(chǎn)物的總量達到混凝土保護層脹裂時所能承受的最大銹蝕物量時，構(gòu)件便出現(xiàn)裂縫。在我們的通電銹蝕過程中，我們發(fā)現(xiàn)在通電時間達到90個小時左右，構(gòu)件表面會出現(xiàn)明顯的縱向裂紋。 P 0 平均粘結(jié)強度，單位：kN；a、b、c為系數(shù)。取三個點（20，0）、（300，0.46）、（400，0.73）代入上式得到：a = 0.000002781，b = 0.000752631，c = -0.016165026 。得到：將a、b、c代入上式就可以得到未銹蝕條件下平均粘結(jié)強度：P0 = f（S 0）。根據(jù)中國礦業(yè)大學袁迎曙等的研究結(jié)果，我們可以得出銹蝕后平

5、均粘結(jié)強度的表達式：P 銹蝕后的平均粘結(jié)強度；P0 銹蝕前的平均粘結(jié)強度；K 考慮保護層、型鋼厚度因素的影響系數(shù)；1、試驗結(jié)果 (2)銹蝕時間不長，即銹蝕率1%的梁，破壞時沒有縱向裂紋，梁下半部分有數(shù)條較寬的橫向裂縫，如圖3-27： (3)銹蝕時間較長，銹蝕率1%的梁，破壞時的控制裂紋為上半部的縱向裂縫，裂縫出現(xiàn)在工字鋼上表面于混凝土的接觸面，縱向裂縫很寬，長度很長，幾乎從加載點延伸到端部。而橫向裂縫卻很細。因此，1%的梁，用來判斷破壞的裂縫為縱向裂縫。如圖3-28所示：2、試驗結(jié)果分析銹蝕后的工字鋼混凝土梁出現(xiàn)承載力下降的現(xiàn)象，其原因主要在于銹蝕過程會導致工字鋼表層形成一層蓬松的銹蝕物質(zhì)層，

6、破壞了工字鋼與混凝土之間的化學膠著力，也就破壞了它們之間的粘結(jié)。此外，還銹蝕還會形成銹脹力，這種力對于混凝土結(jié)構(gòu)的損害作用很大。銹脹力會使工字鋼與混凝土脫離開來，二者形成獨立的受力結(jié)構(gòu)，無法發(fā)揮工字鋼受拉性能好以及混凝土受壓性能好的互補優(yōu)勢。而且，混凝土是一種變形很小的結(jié)構(gòu)，銹脹力的作用會是混凝土內(nèi)部產(chǎn)生細微的裂縫，這些細微的裂縫是鋼拱架的內(nèi)部受力缺陷，當鋼拱架受力時，這些細小的裂縫會快速發(fā)展，導致結(jié)構(gòu)破壞。未銹蝕的梁之所以只有一條較寬的裂縫，其余的都是很細小的裂縫，原因就在于工字鋼與混凝土之間的粘結(jié)未被破壞，當中間那條裂縫因為撓度過大而變寬之后，原來混凝土下邊緣受到的拉力很大一部分通過工字鋼

7、與混凝土之間的粘結(jié)傳到工字鋼上去了，從而很好的發(fā)揮了工字鋼受拉性能強的優(yōu)勢。而銹蝕率1%的梁的破壞形態(tài)就多了好幾條較寬的裂縫，這說明銹蝕破壞了工字鋼與混凝土之間的粘結(jié)，混凝土受到的拉力無法很好的傳到工字鋼上面去，而是轉(zhuǎn)移到兩側(cè)的混凝土結(jié)構(gòu)上去，從而導致了多條裂縫的快速發(fā)展。但是1%的梁破壞時并未出現(xiàn)沿工字鋼上表面的縱向裂縫，這是因為銹蝕率不是很大，其破壞粘結(jié)的程度還不嚴重，工字鋼與混凝土之間的銹脹力還未導致混凝土沿工字鋼面形成裂縫。對于銹蝕率1%的梁，控制破壞的形式是縱向裂縫，只要原因是銹蝕嚴重，導致工字鋼與混凝土之間的粘結(jié)破壞程度嚴重，銹脹力導致混凝土結(jié)構(gòu)內(nèi)部出現(xiàn)細小的裂縫，一旦受力，這些內(nèi)

8、部細小的裂縫迅速發(fā)展，從而改變了正常的工字鋼與混凝土之間的受力分配，出現(xiàn)了寬度達到2cm左右的縱向裂縫?？焖匐娊怃P蝕是研究鋼拱架銹蝕問題的基礎方法，很好的解決了自然銹蝕慢的難題。它的理論基礎是法拉第電解定律，通過控制電流和通電時間，可以得到我們想要的銹蝕率。其難點是均勻銹蝕的問題，電流不能過大，否則會導致不均勻銹蝕。銹蝕導致鋼拱架承載力降低的一個重要原因就是銹脹力，銹脹力會使工字鋼與混凝土之間的產(chǎn)生一種破壞內(nèi)部自身結(jié)構(gòu)力，導致混凝土開裂，從而大大降低了混凝土的受力性能。通過試驗研究，我們發(fā)現(xiàn)，銹脹力的增加分為三個階段：自由銹蝕階段，銹脹力增加階段和開裂階段。在銹蝕開始階段，銹漬主要是用來填補工字鋼與混凝土之間的孔隙，銹脹力增加