钢筋混凝土在重盐渍土通电环境中基于Wiener随机过程可靠性分析

摘要

为探究服役环境中腐蚀离子和电流对钢筋混凝土耐久性能的影响,以3种不同强度等级的钢筋混凝土为研究对象,将钢筋混凝土棱柱体试件置于重盐渍土中进行恒电流通电加速试验.定期利用电化学工作站和裂缝观测仪进行无损检测,通过极化曲线和交流阻抗图谱分析钢筋混凝土耐久性退化过程.选择非单调Wiener随机退化过程建模,利用极大似然法进行参数估计,根据混凝土裂缝宽度,结合裂缝破坏准则,得到腐蚀电流密度在盐渍土通电加速环境中的失效阈值,并建立通电时间与可靠度的关系曲线.研究结果表明:盐渍土通电环境下,腐蚀性离子通过扩散、渗透及电场吸附进入混凝土内部,并向钢筋表面迁移,混凝土内部pH降低,导电性增强,极化曲向负电位方向发生较大移动,腐蚀发生的概率及速率均增加,交流阻抗图谱呈现出双容抗弧;通电开始后,低频容抗弧半径锐减,并向阻抗实部收缩.混凝土裂缝宽度为0.2 mm时,C35,C40和C45钢筋混凝土腐蚀电流密度失效阈值分别为2.353,1.817和1.187μA/cm2.混凝土强度等级越高,可靠度保持在1.0时的持续时间越长,抗侵蚀能力越强.在腐蚀离子与电流耦合作用下,C35,C40和C45这3类试件分别在160,240和430 h时可靠度降低至1.0以下,通电时间越长,钢筋混凝土可靠度越低.