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第—篇 混凝土结构钢筋腐蚀与锌材料基本知识3

第1章 混凝土结构基本概念3

1.1 概述3

1.2 混凝土结构暴露环境3

1.3 混凝土结构主要组成材料——钢筋和混凝土7

1.3.1 钢筋7

1.3.2 混凝土17

参考文献27

第2章 金属腐蚀基本概念29

2.1 金属腐蚀定义和分类29

2.1.1 金属腐蚀定义29

2.1.2 金属腐蚀分类29

2.2 金属电化学腐蚀基本原理31

2.2.1 电极电位31

2.2.2 电位-pH图32

2.2.3 金属电化学腐蚀过程34

2.2.4 电极极化和去极化35

2.3 金属腐蚀程度的评定36

2.3.1 全面腐蚀程度的评定36

2.3.2 局部腐蚀程度的评定37

参考文献37

第3章 混凝土结构钢筋腐蚀与防腐蚀附加措施38

3.1 钢筋电化学腐蚀过程38

3.2 混凝土碳化引起的钢筋腐蚀40

3.3 氯化物引起的钢筋腐蚀41

3.3.1 氯离子引起的钢筋钝化膜破坏机理41

3.3.2 混凝土的氯化物污染41

3.3.3 混凝土中氯化物的形态和氯离子含量检测方法43

3.3.4 氯离子含量临界值44

3.4 预应力钢筋的应力腐蚀开裂53

3.5 钢筋腐蚀引起的混凝土结构耐久性破坏55

3.6 混凝土结构钢筋腐蚀评价57

3.6.1 钢筋半电池电位57

3.6.2 钢筋腐蚀速率60

3.6.3 混凝土电阻率63

3.6.4 混凝土碳化深度65

3.6.5 混凝土中氯离子含量66

3.7 混凝土结构钢筋防腐蚀附加措施66

参考文献68

第4章 锌材料基本知识71

4.1 锌的矿物资源71

4.2 锌的生产和规格72

4.2.1 锌的生产72

4.2.2 规格和分析方法74

4.3 锌产量和锌市场75

4.4 锌的性质76

4.4.1 锌的物理性质76

4.4.2 锌的化学性质77

4.4.3 锌的力学性能77

4.4.4 锌的电化学特性78

4.4.5 锌的腐蚀性能79

4.5 锌的防腐蚀应用82

4.5.1 覆盖层保护82

4.5.2 阴极保护83

参考文献83

第二篇 热浸镀锌钢筋一混凝土结构耐腐蚀钢筋87

第5章 钢铁热浸镀锌技术基础87

5.1 钢铁热浸镀锌方法87

5.2 钢铁热浸镀锌涂层结构88

5.3 钢铁热浸镀锌标准91

参考文献92

第6章 钢筋热浸镀锌要求和检测方法93

6.1 概述93

6.2 热浸镀锌原材料要求和质量检测方法94

6.2.1 对钢筋的要求94

6.2.2 对锌的要求95

6.3 镀锌层质量要求和检测方法95

6.3.1 外观95

6.3.2 镀锌层附着力96

6.3.3 镀锌层厚度和质量（重量）96

6.4 热浸镀锌钢筋的钝化98

6.5 镀锌层的破损和修补99

6.5.1 镀锌层破损99

6.5.2 镀锌层修补100

参考文献101

第7章 热浸镀锌钢筋的力学性能及其与混凝土的黏结102

7.1 热浸镀锌钢筋的力学性能102

7.2 热浸镀锌钢筋与混凝土的黏结103

7.2.1 钢筋与混凝土之间黏结力的组成与作用103

7.2.2 钢筋与混凝土黏结强度试验方法103

7.2.3 热浸镀锌钢筋与混凝土的黏结强度109

参考文献110

第8章 混凝土结构热浸镀锌钢筋的腐蚀112

8.1 混凝土中热浸镀锌钢筋钝化膜的形成112

8.2 混凝土结构热浸镀锌钢筋的腐蚀113

8.2.1 热浸镀锌钢筋在碳化混凝土中的腐蚀113

8.2.2 热浸镀锌钢筋在氯化物污染混凝土中的腐蚀113

8.3 混凝土结构碳钢钢筋和热浸镀锌钢筋腐蚀破坏模型比较115

参考文献116

第9章 混凝土结构热浸镀锌钢筋长期耐久性及其应用状况118

9.1 混凝土结构热浸镀锌钢筋长期耐久性118

9.1.1 LIZRO调查成果118

9.1.2 美国Wyoming桥和Michigan桥热浸镀锌钢筋评价121

9.1.3 南非Algoa海滨人行桥使用热浸镀锌钢筋效果126

9.1.4 百慕大群岛Longbird桥热浸镀锌钢筋评价129

9.1.5 加拿大三座桥梁桥面板热浸镀锌钢筋评价131

9.2 混凝土结构热浸镀锌钢筋应用状况140

参考文献147

第三篇 锌阳极——混凝土结构阴极保护阳极材料151

第10章 混凝土结构阴极保护技术151

10.1 阴极保护基本概念151

10.1.1 阴极保护定义和实施方法151

10.1.2 阴极保护基本原理151

10.1.3 阴极保护应用范围153

10.2 混凝土结构阴极保护实施方法153

10.3 混凝土结构阴极保护必要性和应用条件155

10.3.1 混凝土结构阴极保护必要性155

10.3.2 混凝土结构阴极保护的应用条件156

10.4 混凝土结构阴极保护阳极材料157

10.4.1 用于土壤环境混凝土结构阴极保护的阳极材料158

10.4.2 用于大气环境混凝土结构阴极保护的阳极材料158

10.5 混凝土结构阴极保护期间的电化学反应159

10.6 混凝土结构阴极保护准则160

10.7 混凝土结构阴极保护电流密度162

10.8 混凝土结构阴极保护监控系统163

10.8.1 参比电极163

10.8.2 电位衰减探头164

10.8.3 电流密度探头和宏电池探头165

10.8.4 鲁金探头165

10.8.5 数字万用表165

10.8.6 零电阻安培仪165

10.8.7 数据记录仪165

参考文献165

第11章 热喷涂锌阳极167

11.1 概述167

11.2 金属热喷涂技术概述170

11.3 混凝土表面热喷涂锌方法172

11.4 混凝土表面热喷涂锌质量要求和检测173

11.4.1 锌的性能要求和检测173

11.4.2 锌涂层要求和检测175

11.5 混凝土表面热喷涂锌阳极的电化学老化177

11.6 工程案例178

11.6.1 美国得克萨斯州Queen Isabella堤道桥强制电流阴极保护178

11.6.2 加拿大蒙特利尔Yves Prevost高架桥牺牲阳极保护179

参考文献182

第12章 锌网阳极184

12.1 概述184

12.2 美国切萨皮克海湾桥隧工程混凝土桩牺牲阳极保护184

12.3 墨西哥LaUnidad桥混凝土桩牺牲阳极保护186

12.4 奥地利Apline公路桥牺牲阳极保护试验187

12.5 美国两座自然通风海水冷却塔牺牲阳极保护191

12.5.1 概述191

12.5.2 美国佛罗里达St.John's电厂海水冷却塔牺牲阳极保护193

12.5.3 美国佛罗里达CrystalRiver自然通风海水冷却塔牺牲阳极保护195

12.6 我国某海港码头预应力混凝土桩牺牲阳极保护应用试验196

12.6.1 概述196

12.6.2 试验概况197

12.6.3 测量结果与分析198

参考文献200

第13章 锌箔阳极201

13.1 概述201

13.2 美国俄勒冈州高架桥桥面板牺牲阳极保护试验201

13.3 美国弗吉尼亚桥梁下部结构牺牲阳极保护试验202

参考文献204

第14章 预制砂浆活化锌阳极205

14.1 概述205

14.2 美国弗吉尼亚Route 29/Route 250桥梁柱子牺牲阳极保护210

14.3 英国Leicester桥梁现场试验218

14.4 美国俄亥俄州混凝土桥梁桥台牺牲阳极保护224

14.5 美国纽约州Robert Moses堤道混凝土方桩牺牲阳极保护226

参考文献227

第15章 涂料涂层阳极229

15.1 概述229

15.2 美国明尼苏达州圣保罗一座桥梁桥面板现场应用试验229

15.3 美国明尼苏达州乔丹一座桥梁现场试验230

参考文献232

第16章 棒状和带状锌阳极233

16.1 概述233

16.2 预应力钢筒混凝土管的基本概念233

16.3 埋地PCCP管的失效破坏和阴极保护必要性235

16.4 埋地PCCP管牺牲阳极保护实施方法238

16.4.1 电连接238

16.4.2 电绝缘240

16.4.3 牺牲阳极选用240

16.4.4 牺牲阳极安装243

16.4.5 保护效果测量243

16.5 工程案例243

16.5.1 美国得克萨斯州Richland Chambers和Cedar Creek PCCP供水管道牺牲阳极保护244

16.5.2 我国南水北调中线工程PCCP管工程247

参考文献249