地铁迷流对混凝土中钢筋的腐蚀及混凝土强度影响的试验研究

1、 世 界 隧 道 年第 期 为 便 于分析 混凝 土试 件 的变形情 况 ， 还对未 经 腐 蚀 的钢管混凝土 以及未埋设钢 管的混凝 土试件 进 行 了 变 形 试 验 ， 得 的 应 力 与 应 变 关 系 如 图 中 的 测 所 示 试 验 中 ， 载 方 式 均 采 用 加 载 、 载 的 一 次 加 卸 （ 砌 （ （ 循 环 方式 。为考察 混凝土试件 的腐蚀开裂对 强度的 影响， 分别测 定 了两 者 的单轴 抗压 强度 、 抗拉 强度 、 弹性模量 ， 变形模 量 ， 抗拉强 度采用劈裂法测定 。 ） ） 】 ） 吼） 图 混凝土抗压强度与腐蚀时间 的关系 （）加载方式 （）

2、加载方式 图 混 凝 土加 载 方式 ÷ 、 、 、 至 、 ， 、 一 。 一 吼） 图 混凝土抗拉强度与腐蚀时间的关系 】 分 析 图 、 可 知 ， 凝 土 试 件 在 外 加 电流 图 混 图 混凝土单轴压缩应力、 应变曲线 腐 蚀下 ， 随着 内部钢 筋被 腐蚀 时间的延长 ， 其力学 性 能要降低 。各力 学参 数基本上 随腐 蚀时 间 以直线 形 式降低 。此外 ， 已经腐 蚀破裂 的混凝土试 件而 言 ， 对 通过 对试 验 数据 分析 可得 ， 钢筋 混凝土试 件 在 外加 电流 作用 下 ， 筋被 腐蚀后 ， 钢 无论 混凝 土试件 是 否发 生破裂 ， 其力学参

3、数 中弹性模量 、 压强度 和抗 抗 拉 强度值 都要 降低 ， 而且 被腐蚀 破裂后 的降低 程 度 最 大 。比较腐 蚀破裂 试件与未被腐蚀 试件 的力学 参 数可得 ， 裂后混 凝土 试件 的弹性 模量 是未 被腐蚀 破 试 件 的 ， 形 模 量 是 ， 破 坏 试 件 变 且 其抗压强度决定 于外 部荷载作用 的方 向与破裂 面之 间的夹角 。当外 部荷 载作用方 向平 行于混凝 土破裂 面 时 ， 凝土 强度 最 低 ， 荷载 垂 直 于 破裂 面 作 用 混 而 时， 混凝 土强度 介 于未被腐 蚀 混凝 土强度 和最 低 强 度之间 。 结 论 的单 轴抗 压 强度 是 没有

4、被 腐蚀 试 件 的 ， 而 抗拉 强度 仅是未被腐蚀 试件 的 。 为分 析 混凝 土力 学性 质 受 钢 筋腐蚀 的影 响程 度， 分别对 混凝 土试 件单轴抗 压强度 、 拉强度 随腐 抗 蚀时 间的变 化进 行 了整理 ， 结果 分别 见 图 、 网 所示 。 通过地铁迷 流对混凝土 中钢筋腐蚀 的模拟 试验 研 究 ， 出 如下 几 点 结 论 ： 得 （） 在稳定 电压时 流经地铁 主体结构 中的迷流 不是一个定值 ， 而是随 时间发生变化 的 。 就钢筋 混凝 土试 什而言 ， 流过 混凝土试 件 中钢 筋 的腐蚀 电 流是 蔺安林 ， 周晓军 ： 地铁 迷流对混凝 土 中钢筋的

5、腐蚀及 混凝土强度 影响的试 验研究 随时间 的延 长而递 减的 。 （ ）钢筋 混凝土 结构在 受迷流腐蚀 的过程 中会 发生开 裂 ， 原 困是 由于混 凝 土 内部 钢筋 发生 阳极 其 氧化过 程时形成 的腐蚀 产物 （ 主要是铁锈 ） 对混 凝土 挤 压所致 ， 与钢筋 的热应力无关 。 （ ）通过本 试验测定 ， 在土壤 介质 中， 钢筋 混凝 土试件 中钢筋 的 电化学 当量为 × ， ） 其腐蚀 速率 为 × （ ） 这 ， 一 土挤 压 产 生 的破 裂 和 由此 而 形 成 的 裂 缝 此 凝 因 混 土结 构 中钢筋受 迷流腐蚀 而引起结 构 的破 裂

6、是影 响 混凝 土结 构强度 和耐久性 的最主要 囡素 。 参 考 文 献 马 洪儒 京 地 下铁 道 的 杂散 电流 腐蚀 与 防 护 市 轨 道 北 城 交 通 ， 。， ： （） 易友 祥 种 积极 有数 的 地铁 杂散 电流 防 护 方 案 津 理 一 天 工 学院 学报 ， （ ） ， ： 张 采 链 铁 杂 散 电 流 度 腐 蚀 防 护 问 题 用 电 ， 地 供 （ ） ： 试验 结果 与 日本 学者 的研 究结果基本 相符 。 （ ）通过试 验 数 据 分析 ， 出 钢筋 的 电化学 当 得 量和 腐蚀 速率 受其 所在 腐蚀环 境 介质的 影 响， 就钢 筋 混凝 土结 构

7、而 言 ， 主要是 受混 凝土 电阻率 和水 灰 比 及 土壤电 阻率 的影响 。其 在 自然腐 蚀状 态 下 的电化学 当量 不适 用 于在地铁 迷 流情 况下 ， 计 算 和确定进 流对混凝 土中钢筋所发生 的腐蚀程度 。 （）已被腐 蚀 开裂 的钢 管 混凝 土 试件 ， 加 载 当 方 向 与开裂 面方 向平行 时 ， 曲线 明显要 低于非 开裂 的未被 腐蚀 的变形 曲线 。在垂直于开 裂面方 向加载 时， 所测 得 的应 力 与应 变曲线 与 未被腐蚀 的基 本 相 同， 强度 变化 不 大 ， 中 未被 腐蚀 的曲 线位 置 为 晟 其 梁成 浩 ， 杰 ， 王 蒋哗 良 杂散

8、电流 腐 蚀 与 防 护 工 腐 蚀 与 化 防 护 ， ： （ ） 胡 斌 地 铁 迷 流 度 上 海 地 铁 的 迷 流 防 护 措 施 ， ） （ 电世界 ， 高敬 宇 ， 易凡 铁 度 轻轨 杂 散 电 流 腐蚀 的 肪 护 津 理 地 天 学 院 学报 ， （ ） ， 曾 楚 南 腐蚀 电 化 学 京 ： 学 工 业 出 版社 北 化 胨 鸿 海 属 腐 蚀 学 京 ： 京理 工 大 学 出版 社 ， 金 北 北 ： 山曰枯 定 ， 高桑信 村 登 走 电 流 【 与铁 筋 彩 迷 土 高 这就说 明混凝土被腐 蚀开裂 后 ， 强度要显著下 其 降 即钢 筋混 凝 土中的钢筋受地铁迷

9、 流腐蚀后 ， 混凝 铁 筋 腐 食 ，、 技 年 报 和 ： ：） 昭 土的弹性模 量 、 变形模 量、 单轴抗拉 强度 以及抗压强 度 都要 降低 ， 其变化 关 系基本 上 随腐蚀 时间 的延 长 以直线形式 降低 。 ， ， （ ： ） （）一般情 况 ， 国内在 分 析地 铁迷 流 对 区间 隧 道主 体结构 以及 地下 埋设 管线 的危 害时 ， 考虑 腐 仅 蚀 对金属 本身带来 的危害 。 从本试验 结是来看 ， 钢 对 筋 混凝 土结构危害更重 要的是钢筋发 生腐蚀对混凝 （ ） （ 收稿 日期 ： 年 月 日） “ ” （ ） ： ， ， ， ， 。 世 界 隧 道 年第

10、期 ， ： ； ； ； ； ； 为 何看 好轨 道 交通 太城市为何看好轨道交通？中国城市公交协套常务副理事长张奎福和 中 德地铁标准研究组中方项 目专 家 组 组 长 平 志 刖从 运 量 、 行 方 式 、 度 尤 其 是 对 城 市 的发 展 等 方 面 作 出了 分 析 。 运 速 首先是运 量太 。 个城 市是否修 建轨 道 交通 ， 一 主要是 出于对运 量的考虑 。比如地铁 ， 国一般 挂 我 节 车厢 ， 国外可挂 节 ， 小 时断面客 流量 每 万人 次， 轻轨 交通每小 时断面客 流量 万人 次。而公共 电、 汽车的客 流量每小 时最 多也就是 万人 ， 运量差 别非常之

11、太。 太城 市而言 ， 客运 量特别太 的地 区， 北京 对 像 如 的北京站 、 西单等地 区 ， 常规 的套共 交通 已远远不 够， 果元限制地增加车 辆 ， 如 特使本 来就拥挤 不堪 的城 市 交 通 雪上加 霜。 从速 度上看 ， 轨道 交通 的运行 速度 在 时 以上 ， 共 电、 比， 汽车快 以上。例如 坐公 交车 倍 一 个 半 小 时 的 路 程 ， 地 铁 可 能 只 需半 个 小时 。一 小 时 对 一 个 人 而言 可 能 只 是 多挣 几 十 元 钱 ， 对 一 个 社 套 坐 但 来说 ， 创 造的价值 则不可估 量 。 所 从运 行方式上讲 ， 与常规 公共 交

12、通相 比， 轨道 交通 占地面积较小 。此外 道 交通 还有节 能、 轨 少污染 等 明 显的优 董。 因此， 张奎 福强调 ， 展轨 道 交通 对缓解城 市 交通拥 堵具有 战略性 意义 ， 发 是解 决城 市交通 拥堵 的最 有 效 途径 。 专 家们指 出， 由于城 市交通与 土地使 用的 密度 与特 点的直接 关系， 建设轨 道 交通 ， 不仅可 解决客运 问题 ， 更重要 的是它 能带 动整个 区域的发展 。北京就是 这方 面的典型 的例子 。 在 年代 以前 北京 的西部 ， 包括 古城 、 苹果 圊科厦 整个石景 山地 区， 原来 非常偏僻 。如果没 有地铁 ， 公 主坟 厦其 西部 地 区， 就绝不会 有夸 天这样繁 荣 记得去年年初 北京地铁复八 线建设速度 明显加快后 ， 者在 记 采访 中了解 到 ， 当年饭 月和 月两个 月， 复八践 沿线 有些地段 的房地产就 升值一倍 以上 。 从世界 城 市轨 道 交通 建设 的 实践 来看 ， 市轨 道 交通 系统 的建设 和发展 ， 大 了城 市范 围， 高 了土地 城 扩 提 利 用 价 值 ， 引 大 量 客 流 ， 进 零 售 商 业 的 发 展 ， 型 换 乘 中心 往 往 成 为 城 市 或