介绍了近年来国内外关于杂散电流腐蚀混凝土和机制砂混凝土的研究现状,分析了杂散电流引发钢筋腐蚀的机理,介绍了杂散电流对混凝土耐久性能造成的影响,总结了在母岩种类、石粉含量等因素控制下机制砂混凝土性能的差异,指出了当严格把控机制砂的母岩和石粉含量时,机制砂混凝土具备良好的抗氯离子侵蚀性能,能够作为天然砂混凝土的替代品,并对机制砂混凝土抗杂散电流腐蚀在地铁管片工程中的应用进行了展望。

综述了杂散电流的形成、作用机理和复杂环境下杂散电流对钢筋混凝土性能的影响以及防治方法。首先,分析了杂散电流形成的主要原因及作用机理;其次,阐述了杂散电流与其他多因素耦合作用下对钢筋混凝土性能的影响;然后,列举了目前国内外防治轨道交通混凝土杂散电流的主要措施;最后,指出了关于复杂环境下轨道交通混凝土杂散电流仍需进一步研究的问题。

设计了盐冻时混凝土杂散电流腐蚀试验和盐冻后混凝土电阻率测试试验,通过测试杂散电流密度和混凝土电阻率研究了盐冻时混凝土杂散电流的腐蚀规律及盐冻后混凝土电阻率的变化规律,揭示了盐冻对混凝土杂散电流腐蚀的影响。结果表明:盐冻时,杂散电流密度与温度正相关,冷冻过程的混凝土杂散电流腐蚀比融化过程严重,而连续冻融循环将减小混凝土杂散电流腐蚀;盐冻后,混凝土的电阻率显著降低,并随冻融循环次数的增加呈指数衰减趋势,氯盐加速了混凝土电阻率的降低;氯盐浓度越大,钢筋杂散电流腐蚀越严重。

研究了矿物掺合料对混凝土抗杂散电流性能的影响。结果发现:粉煤灰和矿渣微粉均可以改善混凝土的抗杂散电流性能,并且随着掺量的增加,改善效果逐渐增强。粉煤灰和矿渣微粉复掺后,改善混凝土抗杂散电流的效果最为显著,尤其是复掺总量为20%时,混凝土杂散电流腐蚀开裂时间比基准混凝土延长了28.67%。通过对各配合比混凝土试样进行Sirion场发射扫描电镜实验观察混凝土表面形貌特征发现,粉煤灰与矿渣微粉的复掺使得胶凝材料水化完全,混凝土表面较为致密,大大提高了混凝土的抗杂散电流性能。

为了保障城市轨道交通的安全,对腐蚀轨道附近建筑中钢筋的杂散电流的检测和防护已成为必然。复杂的环境使杂散电流难于直接检测,为此本文深入杂散电流腐蚀的机理,运用电路理论推导杂散电流分布的理论公式,建立离散的供电理论模型。根据杂散电流的分布规律,分析了影响杂散电流的各个参数,设计了基于供电区间的有效的分布式轨道交通杂散电流监测模型。

笔者基于嵌入式实时操作系统ucosⅡ和常用的AT89C51单片机设计了一种典型的数据采集监测系统。该系统的安全性、实时性较好,而且调试方便、灵活,可扩展性强。