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