海洋环境中锈蚀产物纳米压痕与固结试验力学性能

明确实际海洋环境中钢筋锈蚀产物的力学特性对建立混凝土结构锈胀开裂模型具有重要意义。依托海洋基础设施长期性能野外观测研究基地,对实际海洋环境中暴露15 a钢板、预埋钢筋混凝土试块及温州某码头锈胀开裂横梁混凝土构件的锈蚀产物开展了取样及分析工作,通过纳米压痕与固结试验表征了锈蚀产物的纳米压痕弹性模量、硬度及瞬时弹性模量,并进行了微观结构与组成分析。结果表明:钢板锈蚀产物弹性模量低于混凝土中钢筋锈蚀产物,钢筋锈蚀产物弹性模量集中分布于70~110 GPa,硬度为0.002~0.013 GPa;基于Hertz弹性接触理论计算得到的钢筋锈蚀产物瞬时弹性模量集中分布于100~150 GPa;混凝土中钢筋锈蚀产物微观结构较致密,不同锈蚀产物中Fe、O原子比存在较大差异,各锈蚀组分所占比例不同,同时检测到了一定比例的Cl元素,钢筋锈蚀与Cl-的侵蚀紧密相关。