基于长周期光纤光栅折射率敏感特性的混凝土结构钢筋锈蚀监测

研究了长周期光纤光栅(LPFG)谐振透射光谱对外界环境折射率变化的敏感特性,在此基础上提出了将混凝土内部钢筋周围环境折射率与LPFG光谱特性相结合的理论,设计了一种基于折射率测量的LPFG钢筋锈蚀监测传感器.采用LPFG透射光谱枪测技术,获取钢筋锈蚀过程中混凝土内部不同折射率环境所对应的LPFG透射光谱曲线族,进而得到...     

铁锈蚀条件的探究实验改进

利用纯氧、球形干燥管、细铁丝团等设计的一体化实验装置,解决了铁生锈实验时间长的问题,能让该实验在很短的时间内快速完成,从而提高了实验效率和课堂教学的有效性。     

对铁钉锈蚀条件的再探究

通过对课本中"铁钉锈蚀条件的探究"的案例分析,从反应物、生成物、定性和定量等角度改进设计了该实验,在对问题的再探究中引导学生自主设计、自主实验、自主评价,形成科学探究的方法和能力。     

PEP型润滑防锈干膜的研制及其综合性能考察

本文报道以酚醛环氧树脂为主并加入适量的增韧剂及树脂改性剂形成的复合物作为粘结剂,和以二硫化钼为主要固体润滑剂且加入适量的稀土化合物及氧化锑等多种添加剂研制而成的PEP型润滑防锈两用干膜润滑剂。摩擦磨损试验结果表明,在给定的条件下,其摩擦系数为0.06～0.10,耐磨寿命比单用酚醛环氧树脂作粘结剂之干膜的提高近1倍,加入稀土化合物又使它的抗磨性能进一步提高;经100h5％NaCl溶液的盐雾试验和两年半时间的露天挂片耐候试验结果表明,喷涂PEP干膜的底材金属无锈蚀现象;这种干膜与法国SDA9干膜在Skoda试验机上的对比试验结果证明,其耐磨性能比后者的好。目前,PEP干膜已代替进口的SDA9干膜在塔式起重机及复印机一些部件上得到了成功的应用。     

探究“铁的锈蚀条件”实验创新设计

设计了铁的锈蚀实验,说明了铁钉的处理方法,增加了温度、酸、碱的影响条件,实现了铁跟蒸馏水及空气中氧气快速反应而生锈,使实验在5 min左右就能够得到准确的结果。     

走近千年文物——青铜器

介绍青铜器的组成成分、锈蚀产物与机理、修复与保护现状的最新研究进展,从化学学科的角度研究青铜器,既可以拓展专业视野,又能凸显青铜器在历史研究与艺术审美之外的科学价值,为大众揭开这些千年文物的神秘面纱。     

基于拉曼光谱成像技术的铁质文物锈蚀产物定量模型研究

铁质文物是我国文化遗产的重要组成部分。由于化学性质较为活泼,铁质文物易发生腐蚀劣化。锈蚀产物对铁质文物的稳定性有较大影响,因此判断铁质文物锈蚀产物的组成特征,对于铁质文物稳定性评估具有重要意义。以赤铁矿(α-Fe₂O₃),磁铁矿(Fe₃O₄),四方纤铁矿(β-FeOOH)三种铁质文物的锈蚀产物为研究对象,采用拉曼光谱成像结合主成分回归法(PCR)和偏最小二乘法(PLS),同时结合多种预处理方法,构建了两组二元混合锈蚀(α-Fe₂O₃+Fe₃O₄, α-Fe₂O₃+β-FeOOH)的定量模型。结果表明,对于α-Fe₂O₃+Fe₃O₄二元体系,PCR和PLS算法构建模型的定量效果基本一致,α-Fe₂O₃和Fe₃O_...     

碱性溶液中苯甲酸抗坏血酸酯对钢筋的缓蚀行为

合成了一种苯甲酸抗坏血酸酯(AB), 利用腐蚀电化学和表面分析技术, 在含3.5% NaCl的饱和Ca(OH)₂溶液中研究了化合物对钢筋的缓蚀性能, 结合量化计算和分子动力学模拟对其在铁表面的吸附行为和缓蚀作用机理进行了分析讨论. 结果表明, AB的添加可有效降低钢筋的腐蚀电流密度, 提高钢筋的耐蚀性能, 表明缓蚀剂对Cl^－引起的钢筋腐蚀具有良好的抑制作用, 为阴极型缓蚀剂. 化合物通过吸附和与铁离子形成不溶性络合物, 可在钢筋表面形成一层保护膜, 进而阻碍介质中Cl^－与金属表面的接触, 且吸附符合Langmuir等温吸附规律. 量化计算和分子模拟结果证明, 分子中内酯五元环和苯环既是亲核反应活性中心, 也是亲电反应中心, 化合物通过与铁原子间的共价键合而以平行于铁表面的方式吸附在金属表面.     

混凝土构件中钢筋非均匀锈胀应力研究

研究钢筋锈蚀引起混凝土保护层开裂的机理,对于评估受锈蚀影响的混凝土结构剩余寿命具有重要意义。本文提出了一种求解钢筋非均匀锈蚀应力场的解析方法。基于Muskhelishvili的复变函数法和Verruijt共形映射公式,利用基于冯·米塞斯分布的钢筋非均匀锈蚀模型作为位移边界条件,得到了钢筋非均匀锈胀应力的解析解。通过与基于ANSYS有限元模拟结果的比较,验证了解析解的有效性。对比了不同锈蚀模式下引起的应力,发现非均匀锈蚀引起的最大应力远大于均匀锈蚀引起的最大应力。通过实例探讨了影响钢筋锈胀力的各个因素,研究表明：钢筋直径越大,锈胀力越小,混凝土保护层越容易开裂;混凝土保护层厚度越大,锈胀力越大;混凝土强度等级越高,钢筋锈胀力亦越大。为易受锈蚀影响的钢筋混凝土构件设计提供了科学依据。     

钢筋锈胀引发混凝土保护层开裂破坏的细观数值研究

钢筋锈蚀膨胀引起保护层混凝土开裂是影响钢筋混凝土结构耐久性和服役寿命的重要因素。考虑到混凝土细观结构组成对保护层破坏模式的影响,从细观角度出发,将混凝土看作由骨料、砂浆基质及两者间界面过渡区组成的三相复合材料,建立了描述钢筋锈胀力学行为的混凝土随机骨料模型。采用塑性损伤本构关系模型来表征砂浆基质和过渡区界面的力学行为,假定钢筋均匀锈蚀,对钢筋锈胀引起的混凝土保护层开裂破坏过程进行了细观数值研究。对比了宏观均匀模型与细观非均质模型下获得的保护层破坏模式,探讨了径厚比(c/d)、钢筋位置(中部和角区)及混凝土拉伸强度对保护层破坏模式及保护层胀裂时钢筋锈蚀水平的影响,得到了一些有益结论。