论文总字数：25214字

摘 要

不断上升的社会经济，不停发展的现代科学技术，逐步扩大的城市规模，钢筋混凝土技术在建筑行业得到了越来越多的使用。但是随着越来越多的使用，钢筋混凝土的损坏的现象也越发的多。众所周知，海洋中海洋中含有丰富的能够对混凝土结构进行一定侵蚀作用的硫酸根离子，氯离子，这些离子很容易对钢筋造成腐蚀，严重的甚至会破坏混凝土结构，尤其是一些处于沿海地段的混凝土结构，更加容易受到这些离子的影响，在预期荷载能够保持不变的条件下，还会极大地降低结构本身的可靠性与安全性，随之造成巨大的经济损失。

磷酸镁水泥（MPC）优于一般的普通水泥的特点有许多，比如硬化速度比较的快、早期抗压抗折强度比较高、其终凝所需时间比较短、低温下强度发展较为快速、力学方面性能都比较好、体积变形大小较小、耐磨能力较强、适应性非常广泛等^[1]，是近段时间人们研究关注的一大热点话题。磷酸镁水泥在混凝土结构修补方面是一种非常优良的胶凝材料，不但会用于修补、加固、整治建筑结构材料之中，还用于军事设施的快速施工和国防工程建设等方面。许多研究表明磷酸镁水泥在未来将会有比较好的应用前景^[2]-[5]。

关键词：硅酸盐水泥 磷酸镁水泥（MPC） 快速修复 硬度强度 凝结时间

Effect of Magnesium Phosphate Cement on Corrosion of Reinforcement Bars Abstract

With the rising social economy, the continuous development of modern science and technology, and the gradual expansion of the city scale, reinforced concrete technology has been used more and more in the construction industry. However, with more and more use, the damage of reinforced concrete has become more and more. It is well known that the oceans in the ocean are rich in sulfate ions and chloride ions that can erode the concrete structure. These ions can easily corrode the steel bars and cause damage to the concrete, especially the concrete structures near the coast. The effects of these ions, while maintaining the expected load, will also greatly reduce the reliability and safety of the structure itself, with consequent huge economic losses.

Magnesium phosphate cement (MPC) has many advantages over ordinary cement. For example, the hardening speed is faster, the early strength is higher, the time required for final condensation is shorter, the strength development at low temperature is faster, and the mechanical properties are compared. Good, small volume deformation, strong wear resistance, and wide adaptability are some of the hot topics that people have been paying attention to in recent times. Magnesium phosphate cement is a very good cementing material in the repair of concrete structures. Magnesium phosphate cement is a very good cementing material in the repair of concrete structures. It will not only be used to repair, reinforce and renovate building materials, but also be used for rapid construction of military facilities and construction of national defense projects. Many studies have shown that magnesium phosphate cement will have a better application prospect in the future.

Key words：Portland cement; Magnesium phosphate cement( MPC); Quick fix; Hardness strength; Setting time

目 录

摘要 I

Abstract II

第一章 文献综述 1

第二章 实验部分 6

1 腐蚀电位测量实验 6

1.1 钢筋的准备 6

1.2 实验模具的准备 7

1.2.1 木块作辅助物件 7

1.2.2 金属丝作辅助物件 8

1.3 混凝土的制备 9

1.3.1 磷酸镁水泥的制备 9

1.3.2 普通硅酸盐水泥的制备 9

1.3.3 硫铝酸盐水泥的制备 9

1.4 实验试样的制备 12

1.4.1 木块作辅助物件的方法 12

1.4.2 金属丝作辅助物件的方法 13

1.5 实验试样养护及环境处理 15

1.5.1 混凝土养护 15

1.5.2 模拟海水环境 16

1.6 腐蚀电位大小的评价 16

1.6.1 半电池电位测量原理 16

1.6.2 半电池电位测量实验仪器 17

1.6.3 主要实验过程 18

1.6.4 使用实验过程注意事项 20

2 净浆包裹实验 25

2.1 混凝土的干湿循环 25

2.2 钢筋准备 25

2.3 磷酸镁水泥的制备 26

2.4 钢筋的包裹 27

2.5 干湿循环 27

3 抗压强度实验 28

3.1 混凝土的制备 29

3.1.1 添加掺和料的磷酸镁水泥制备 29

3.1.2 不添加掺和料的磷酸镁水泥制备 29

3.2 混凝土块抗压强度的检测 30

3.2.1 实验用到的主要仪器 30

3.2.2 实验操作具体步骤 31

第三章 结论 34

展望 35

致谢 36

参考文献 37

第一章 文献综述

现在的世界，钢筋混凝土是在大多建筑结构材料中人们都会普遍选择使用并且用途也是最为广泛的一种建筑材料，无论是位于北京奥林匹克公园内的水立方，还是到处可见的普通的不能再普通的居民楼，我们会发现钢筋混凝土结构十分普遍的存在于我们的周围，而在不远的将来，钢筋混凝土结构还是会作为最主流的一种建筑结构而存在。世界城市发展至今，钢筋混凝土结构的使用已是遍布世界各地，但是钢筋混凝土结构的良好性能由于诸多因素的影响也正在不断地发生退化，这就引起了世界对于钢筋混凝土性能的关注，其中由于混凝土中钢筋的腐蚀从而引起的混凝土的可靠性降低的话题备受人们的关注。钢筋腐蚀作用的一直持续，也将会一直影响甚至造成混凝土开裂、钢筋与混凝土之间的结合力破坏、结构强度大大降低等许多不良的后果。据相关统计数据表明，全球范围内每年只因混凝土结构耐久性问题所导致的社会经济损失就已经达到了一个非常高的数值。根据国内外所有已知的资料及统计数据还有美国标准局（NBS）^[6]相关数字，1975年美国仅由于钢筋内部的腐蚀这一点原因所引起的社会经济损失就已经高达近七百亿美元 ，甚至在1985年高达约一千六百八十亿美元^[7]-[9]。相关报道指出，预计美国之后每年仅仅用于维护或重修重建的费用将会高达近三千亿美元。一九九二年，美国PPCI杂志中有相关内容提及到，美国目前大约有60万座的混凝土桥梁，存在多多少少的一些缺陷并且这些缺陷如果不及时进行修护弥补，带来的后果是十分严重的，这样类似的情况在不同国家也一样存在着。美国目前整个混凝土工程的造价约为六万亿美元，而用于维修或者重修甚至重建的费用每年就已经高达约三千亿美元^[10][11]。北京时间二零一六年八月三日的凌晨，彭博社曾有消息报道指出，美国的共和党总统候选人唐纳德•特朗普在同一时间段的周二提出了一项有关重建并修护美国基础设施的工程项目计划，这项计划实施所致的经济消耗累计将高达五千亿美元左右^[12]；英国建筑工业每一年的经济消耗会高达五百亿英镑，但是由于钢筋的腐蚀损坏，钢筋混凝土结构的维护、填补、维修等费用每年却要高达近五百一十五亿英镑，这些原本可能没必要的损失已经逐渐成为英国财政方面的一个巨大的负担。我国同样也存在着和上述这些国家相同的混凝土结构耐久性问题，其也不能够轻易地被忽视。到二十世纪七十年代末，八十年代初，大量的立交桥在我国兴建了起来，直到二十世纪九十年代时这些兴建了不久的立交桥多多少少的存在着钢筋腐蚀，甚至混凝土保护层剥落等严重损坏现象，急需进行一定的维修、填补、加固工作，严重一点的或许需要拆除进行重建，这些措施将会耗费极大一笔社会财富但又不得不去弥补这一个漏洞问题的存在，有些程度较轻的由于钢筋腐蚀现象大大减少了混凝土结构的使用寿命，使用寿命还不到19年就被迫拆除的早期北京西直门立交桥就是一个最鲜明的例子。目前我国正在对基础设施的建设继续加强力度，全力发展社会经济。兴建隧道、公路、机场、水坝、桥梁、船只港口等许多混凝土工程这一块国家也投资了近数千亿，这些关系着国计民生的重大工程耗资十分的巨大。如果混凝土结构受到严重的影响，这将会造成巨大的社会经济损失，而将导致这一结果的原因之一就是在海洋环境中钢筋混凝土结构受到海洋腐蚀环境和氯化物污染物的腐蚀影响。因此，对于研究钢筋锈蚀的混凝土结构的耐久性日益成为急需解决的一个课题。假如不马上采取相应的应对措施，不予其足够的重视，这将会酿成无法弥补的过错，导致我国社会经济无法持续高速发展，无论是给国家还是社会都造成极大的经济损失^[13]。

通常情况下，水泥在整个水化的过程中会产生较多碱性较强的氢氧化钙，而这些氢氧化钙产生后会自动填充（几乎填满）满混凝土的所有空隙中，使整个空隙的溶液体系pH值较为明显的上升至大于12，钢筋处于碱性溶液包围中，表面能够较快的生成一层较薄但化学性质十分稳定且致密的钝化膜（该钝化膜即氧化膜，其厚度大约是20-100um），起到一种保护钢筋难以遭受外来物质的侵害而锈蚀的作用。

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