混凝土中钢筋锈蚀检测的探讨

桥梁混凝土中钢筋锈蚀是影响桥梁混凝土结构耐久性的一个重要问题,也是桥梁安全鉴定过程中经常遇到的问题.结合工程结构安全检测实践,通过对混凝土中钢筋锈蚀、保护层厚度、碳化深度、密实度进行检测,进一步证明了钢筋锈蚀的影响因素同混凝土保护层厚度、密实度、碳化深度有着直接的关系,并对提高混凝土中钢筋锈蚀概率大小和结构锈蚀性判断的可靠程度进行了探讨.     

水工混凝土中钢筋锈蚀检测技术

水工混凝土中钢筋锈蚀是影响钢筋混凝土结构耐久性的一个重要问题,也是水工建筑物安全鉴定过程中经常遇到的问题。结合工程结构安全检测实践,介绍了运用半电池电位法对水工混凝土中钢筋锈蚀进行检测的原理、方法、评价准则及应用效果,并对提高混凝土中钢筋锈蚀检测的可靠性进行了探讨。     

混凝土结构中钢筋锈蚀检测技术探讨

建筑中的钢筋暴露在空气中，受到周围氯化物等的腐蚀作用，破坏建筑物的安全使用性能，成为影响混凝土结构耐久性的重要因素之一。为了防止钢筋腐蚀对建筑物带来安全影响，迫切需要对建筑物的钢筋锈蚀进行检测，本为分析了钢筋锈蚀的机理，并对钢筋锈蚀的技术进行了探讨，规范了锈蚀检测方面的技术。     

受荷混凝土中钢筋锈蚀速率计算方法

为研究荷载对钢筋锈蚀速率及结构耐久性的影响,在潮汐区与盐雾区开展不同荷载条件下氯离子扩散试验,荷载大小分别为无荷载、0.3倍和0.5倍混凝土抗折强度.在混凝土中掺入氯盐,开展不同浓度氯盐条件下的钢筋锈蚀试验.通过氯离子扩散试验得到荷载对氯离子扩散影响系数与荷载大小的关系,修正菲克第二定律中的氯离子扩散系数.钢筋锈蚀试验中测试不同时间下混凝土构件中钢筋的锈蚀电流密度,拟合出钢筋锈蚀电流密度与氯盐浓度和锈蚀时间之间的关系.结合混凝土中考虑荷载影响的氯离子扩散模型与钢筋锈蚀模型,给出荷载作用下混凝土中钢筋锈蚀速率的计算方法.该方法对于海洋环境中荷载作用下钢筋混凝土结构耐久性寿命计算具有重要意义.     

影响混凝土结构钢筋锈蚀的因素及措施探讨

本文阐述了混凝土结构中钢筋腐蚀的主要影响因素,并进一步分析钢筋锈蚀对混凝土粘结性能及结构受力的影响,最后提出防止钢锈蚀的主要措施。     

海洋环境下混凝土中钢筋锈蚀机理及监测技术概述

2014年我国由于腐蚀产生的损失约为21 278亿元,占国家GDP的3.34%。海洋环境中氯离子渗透至混凝土内部导致钢筋锈蚀是海洋环境下混凝土结构损伤的重要原因。海洋不同腐蚀区域的离子浓度、氧气浓度及海水干湿循环作用时间各不相同,这使得海洋不同腐蚀区域中暴露混凝土的氯离子传输速度和分布规律、钢筋锈蚀产物及锈蚀模式、钢筋锈蚀速率存在显著差异。其中海洋浪溅区和高潮位区域因氧气充足、海水干湿循环作用剧烈及浪溅作用导致钢筋混凝土更易破坏。钢筋锈蚀产物体积是原始体积的2~6倍,持续增加的锈蚀产物将导致混凝土开裂、保护层剥落并进一步加速钢筋锈蚀;考虑钢筋非均匀锈蚀、锈蚀产物填充效应、钢筋及混凝土性能的钢筋混凝土锈胀开裂模型将更加精确。根据海洋不同腐蚀区带特点、钢筋混凝土性能及受荷情况,建立不同腐蚀区域中混凝土的氯离子传输模型,钢筋锈蚀速率模型和混凝土锈胀开裂模型有助于准确预测海洋环境下钢筋混凝土的服役寿命。 通过对混凝土中钢筋锈蚀的检测与监测有助于实时了解混凝土的服役状态。采用线性极化、电化学噪声和电化学阻抗谱等电化学方法可以较好地检测钢筋锈蚀状态、获得混凝土中钢筋的锈蚀速率。基于电化学原理开发的阳极梯和环形电极、基于钢筋锈胀应力测试的光纤监测技术以及基于数字图像技术获得混凝土中钢筋锈蚀应力应变场,有助于实现对混凝土中钢筋锈蚀的监测,并且部分已应用于海洋工程。相比于普通钢筋,锈蚀钢筋的导电率和导磁率均显著降低,采用电磁感应原理开发钢筋锈蚀装置实现了暴露在海水中的普通钢筋和耐蚀钢筋磁通量变化值与钢筋质量损失线性关系的建立。这也为更精确监测混凝土中钢筋锈蚀全过程、实现混凝土中钢筋锈蚀源定位及损伤程度识别提供可能。因此,综合利用氯离子、pH微电极等实现混凝土内部微环境监测,开发先进的钢筋锈蚀监测传感器实现混凝土中钢筋锈蚀源和锈蚀速率监测,通过图像监测技术实现钢筋锈蚀诱导混凝土开裂过程监测。综合上述措施将实现对钢筋混凝土结构腐蚀的全过程监测,并为海洋钢筋混凝土服役寿命预测模型的验证与修正提供依据,同时为海洋环境混凝土的耐久性评估系统提供预警机制。     

锈蚀钢筋混凝土柱的修正压-剪-弯分析模型研究

随着服役时间的增加,混凝土结构中钢筋易发生锈蚀,引起混凝土结构承载性能下降,严重影响工程结构的继续使用。该文在分析纵筋锈蚀后的屈曲效应、箍筋锈蚀后的约束效应、混凝土和钢筋材料性能劣化的基础上,建议了考虑锈蚀影响的钢筋、混凝土及锈蚀钢筋与混凝土界面粘结性能的本构模型,以锈蚀钢筋混凝土柱为研究对象,对反复荷载作用下钢筋混凝土柱的分析模型进行修正,建立了锈蚀钢筋混凝土柱压-剪-弯交互作用下极限承载力计算模型,并通过21根锈蚀混凝土柱的试验结果对建议分析模型进行了验证。研究结果表明:锈蚀钢筋混凝土柱极限承载力试验值与计算值之比的平均值为1.021,方差为0.014,建议模型极限承载力预测值与试验结果吻合较好,可用于低周反复荷载作用下锈蚀钢筋混凝土柱的承载力分析。     

锈蚀钢筋混凝土结构可靠度评估

钢筋锈蚀是混凝土结构破坏最主要的原因之一,目前钢筋混凝土结构可靠度研究大多数没有考虑锈蚀的影响。提出了锈蚀钢筋混凝土结构可靠度评估方法。首先分析大气环境下和氯离子环境下钢筋锈蚀的模型,然后考虑钢筋面积和粘结强度的降低,建立锈蚀钢筋混凝土结构抗力的随机模型,最后采用一次二阶矩实用分析法计算可靠度指标,以评估大气环境下和氯离子环境下混凝土结构可靠度。两个算例表明,该方法可用于锈蚀钢筋混凝土结构可靠度评估。     

基于锈蚀开裂准则的砼结构寿命评估

钢筋锈蚀是一般大气环境混凝土构件耐久性损伤的主要原因。本文总结了我们在钢筋锈蚀量评估模型及开裂时的锈蚀量等方面的工作,在此基础上,分析了各模型的统计特征,在此基础上建立了混凝土结构基于锈蚀开裂准则的耐久极限状态方程,进一步概率方法分析了混凝土结构件的锈蚀开裂寿命。     

建筑用砂氯化物的检测方法探讨

海砂中的氯化物是引起混凝土中钢筋腐蚀的最主要原因之一,严重影响混凝土的耐久性.为了避免钢筋过早锈蚀,国家标准和行业标准对氯化物含量的控制相当严格,并制定相应的检测方法.通过硝酸银标准溶液滴定检测方法和电化学检测方法的试验与分析,对相关的检测方法进行了探讨.     

海砂混凝土及其耐久性保护

根据海砂的主要成分和特征,针对海砂在土木工程中的使用现状,通过对钢筋锈蚀机理分析,揭示海砂对混凝土结构耐久性的不良影响。阐述"海砂屋"关于耐久寿命的潜在危险,剖析因海砂中的海盐引起钢筋锈蚀的工程事例和教训,重点提出对于海砂混凝土防止钢筋锈蚀的关键技术;对比阴极保护系统和电化学除氯法的原理及具体做法,提出在海砂混凝土工程中抑制钢筋锈蚀的主要办法。根据现行国家规范对混凝土结构耐久性设计的实际要求,指出混凝土所用海砂的氯盐限量;并针对海砂对混凝土结构耐久性的危害提出若干防治措施。     

混凝土中钢筋锈蚀电化学测量方法的介绍

混凝土中的钢筋锈蚀为电化学腐蚀,可用电位-pH图来描述钢筋在不同体系下的稳定性.传统方法测定钢筋锈蚀的时间太长,而阳极电位法只能对锈蚀作定性判断.介绍了混凝土中钢筋锈蚀的3种电化学测试方法,并通过测试表明:根据线性极化法测得的腐蚀电流可以计算钢筋的锈蚀速度;交流阻抗法能反映混凝土中钢筋锈蚀的动力学过程,并得到相应的等效电路;用Mott-Schottkv方法表明钢筋钝化膜为载流子浓度在1026m-3数量级的n型半导体.     

混凝土胀裂时钢筋锈蚀量的确定

混凝土胀裂时钢筋锈蚀损失率的确定，是制定兼容混凝土结构安全性的耐久性极限状态标准的基础。通过简化的弹性力学模式分析，确定了钢筋保护层厚度与钢筋直径的比值和混凝土强度为影响混凝土胀裂时钢筋锈蚀损失率的主要因素。本文利用分布裂缝模型、等效强度准则，设置温度膨胀环进行模拟沿钢筋周边的均匀锈蚀和不均匀锈蚀，建立了混凝土锈蚀胀裂的有限元分析模型，为混凝土胀裂时钢筋锈蚀损失量的对比量化提供了一个手段。     

浅析建筑钢材的锈蚀及防止措施

建筑钢材可分为钢结构用钢材和钢筋混凝土结构用钢筋两类。钢材的锈蚀,指其表面与周围介质发生化学反应而遭到的破坏。在钢筋混凝土中,由于钢筋的锈蚀,将使混凝土的保护层膨胀出现裂纹,严重时混凝土保护层脱落,钢筋脱离,使钢筋和混凝土之间的粘结应力损失或完全丧失,危急结构的安全,因此钢筋的锈蚀对钢筋混凝土结构的使用寿命有很大的影响。     

钢筋锈蚀后与再生混凝土间粘结-滑移本构关系研究

为研究钢筋锈蚀后与再生混凝土间粘结-滑移本构关系,主要考虑了不同钢筋锈蚀率、不同再生粗骨料取代率、不同再生混凝土强度等因素的影响,采用加速通电锈蚀以及钢筋开槽内贴片方法,完成23组钢筋再生混凝土试件粘结-滑移性能拉拔试验,获得了再生混凝土与不同锈蚀程度螺纹钢筋间的荷载-滑移曲线以及不同锚固位置处钢筋应变。通过实测结果及理论分析,计算得到不同锈蚀率下钢筋再生混凝土间粘结应力及滑移值沿锚固长度分布规律,分析了钢筋锈蚀前后与再生混凝土间粘结应力传递及粘结锚固位置函数差异的受力机理,提出了不同锈蚀率下反映实际粘结分布规律的粘结锚固位置函数模型,最后建立钢筋锈蚀后与再生混凝土间考虑粘结-滑移位置函数的粘结-滑移本构关系,为锈蚀后钢筋再生混凝土有限元分析提供参考依据。     

混凝土设计参数对氯盐环境下钢筋锈蚀的影响研究

研究了混凝土设计参数包括水胶比、胶凝材料组成、保护层厚度和混凝土氯离子含量等对氯盐环境下混凝土中钢筋锈蚀的影响。通过模拟氯盐环境下混凝土中钢筋所处的锈蚀环境,并以一定的方法加速混凝土中钢筋的锈蚀,采用电化学测试手段(钢筋腐蚀电位和钢筋腐蚀电流密度)来评价各设计参数对钢筋锈蚀的影响。结果表明,水胶比越小、保护层厚度越大、混凝土氯离子含量越小、使用矿物掺合料能有效延缓钢筋开始锈蚀时间,并在不同程度上减小钢筋的锈蚀速率。试件在试验一段时间后被破损,将钢筋周围砂浆制样并进行SEM扫描电镜元素分析试验,进一步验证电化学测试方法的准确性及钢筋的锈蚀程度。     

海工结构服役寿命及保护层开裂模式细观数值模拟

通过在钢筋与混凝土交界面处施加时变边界位移建立非均匀锈蚀钢筋锈胀模型,其中混凝土损伤本构采用指数应力软化模型,时变边界位移采用Faraday定律对氯离子浓度积分计算得到.参数化分析保护层厚度、钢筋位置、钢筋直径等因素对服役寿命及保护层开裂模式的影响.研究结果表明,服役寿命随保护层厚度增加而增长,而且增加幅度逐步增大,而钢筋直径变化对服役寿命影响较小,角部钢筋锈蚀则导致结构服役寿命缩短;中部钢筋的锈蚀使得保护层出现三条主裂缝,当保护层较小,保护层破坏模式为凸起式破坏,保护层较大时则将出现层裂;同时,角部钢筋锈蚀将在保护层内形成两条主裂纹,最终导致角部保护层脱落.     

微锈蚀钢筋混凝土高温后粘结锚固性能试验研究

为研究高温对锈蚀钢筋混凝土结构粘结锚固性能的影响,对锈蚀试件(锈蚀率为1.08%)与非锈蚀试件先进行高温试验(20℃、200℃、400℃、600℃、800℃),再进行中心拔出试验。试验结果表明:随温度的升高,锈蚀试件与非锈蚀试件粘结强度均呈下降趋势,与非锈蚀试件相比,锈蚀试件在温度不超过400℃时,其粘结强度下降趋势较为平缓。分析了高温作用后混凝土抗压强度、钢筋极限强度、钢筋与混凝土间粘结强度三者之间的关系,并建立了考虑不同温度、不同锈蚀率等因素影响下钢筋与混凝土的粘结-滑移关系式。     

锈蚀钢筋混凝土构件基于地震损伤的恢复力模型研究

为建立锈蚀钢筋混凝土构件恢复力模型,本文通过对6个锈蚀钢筋混凝土受弯构件低周反复荷载试验,得到不同锈蚀程度的各试件的滞回曲线及骨架曲线,分析了钢筋锈蚀对试件抗震性能的影响。根据试验成果,结合钢筋锈蚀引起结构破坏形态的改变,综合考虑钢筋锈蚀后引起结构截面几何损伤、钢筋和混凝土力学性能降低、粘结滑移性能劣化以及结构刚度退化等各种耐久性损伤因素,并考虑箍筋锈蚀引起结构延性的影响,提出了锈蚀钢筋混凝土构件基于地震损伤的恢复力模型的确定方法。通过与试验进行对比分析表明模型描绘的骨架曲线和滞回曲线与试验结果总体吻合较好,所描述的现象与试验一致,该恢复力模型可在损伤钢筋混凝土结构地震反应分析中采用。     

涂层钢筋氯氧镁水泥混凝土的腐蚀性研究

为了解决钢筋氯氧镁水泥混凝土的锈蚀问题,根据西部盐渍土地区的自然环境,对涂层钢筋氯氧镁水泥混凝土进行了溶液浸泡加速锈蚀试验;通过电化学试验测得了表征裸露钢筋和涂层钢筋氯氧镁水泥混凝土锈蚀的极化曲线,对钢筋的开路电位和腐蚀电流密度在不同阶段的锈蚀程度进行分析,并且利用SEM和XRD微观试验对其产物进行分析。最终得出:在不同环境下,涂层可以很好的保护氯氧镁水泥混凝土中的钢筋免受腐蚀。在最后腐蚀达到稳定后,涂层钢筋的腐蚀电流密度是裸露钢筋的1/25,且裸露钢筋表面存在疏松颗粒状的腐蚀产物和大小不一的空洞,涂层钢筋表面只存在点蚀,从而得出涂层对钢筋氯氧镁水泥混凝土有很好的防腐效果。