氯盐环境下混凝土中锈蚀钢筋力学性能研究

基于试验、仿真及理论分析探讨了氯盐环境下混凝土中锈蚀钢筋的力学性能退化规律及其影响机理。通过对取自历时两年干湿循环混凝土试件中的214根锈蚀钢筋进行拉伸试验表明：当锈蚀率较小时，钢筋名义强度随之增加近乎线性下降；当锈蚀率较大时，钢筋名义、等效强度及延性均随之增加而下降；钢筋的屈服平台随锈蚀不均匀性增大逐渐缩短甚至消失；钢筋断裂形态随局部锈蚀特征变化；同等条件下细直径钢筋力学性能对锈蚀更敏感。就试验现象进行理论和仿真分析表明：钢筋的实际抗拉强度在锈蚀前后并无显著变化；钢筋名义强度的降低，主要是由于锈损引起横截面积减小导致抗力减小而造成的；锈蚀引起的钢筋面积减小、缺口效应及附加偏心作用是导致其伸长率减小的主要原因；附加弯矩作用是钢筋力与变形关系曲线中屈服平台缩短、消失的主要原因。     

混凝土结构防氯盐锈蚀研究

影响混凝土结构耐久性的原因很多,但钢筋锈蚀是最主要的原因,而氯盐离子是引起混凝土结构中钢筋锈蚀的元凶。根据氯盐进入混凝土的途径、在混凝土中的存在形式及锈蚀机理,提出了防止氯盐锈蚀钢筋的措施:重视概念设计、合理设置保护层厚度、采用高性能混凝土、掺入钢筋阻锈剂、掺入引气剂等。     

浅谈混凝土中钢筋的锈蚀问题

文章针对混凝土中钢筋锈蚀的原因和机理等问题进行分析,探讨了混凝土中钢筋锈蚀的研究趋势。     

人工气候环境下水工混凝土钢筋初始锈蚀时间预测

根据人工气候环境下的混凝土侵蚀试验测得的混凝土中氯离子质量分数,分别研究了腐蚀24 d,40 d,80 d,120 d和160 d后混凝土的氯离子扩散参数,基于Fick第二定律和Monte-Carlo法模拟了混凝土中钢筋的初始锈蚀时间。结果表明,在人工气候环境下混凝土保护层有效厚度对水工混凝土钢筋初始锈蚀时间的影响较大。     

水下混凝土中钢筋锈蚀原因分析

阐述水下混凝土钢筋锈蚀的现状,水下钢筋混土钢筋锈蚀的原因,评定与检测水下混凝土构件中钢筋锈蚀的状态,对钢筋混凝土构件可作出使用寿命的推测和预见。     

混凝土构件中钢筋锈蚀检测技术探讨

本文根据钢筋在混凝土中锈蚀所发生的电化学过程,最终表现在混凝土表面电势分布的不同等特定现象,利用"Cu+CuSo4饱和溶液"形成的半电池与"钢筋+混凝土"形成为半电池构成一个全电池系统,通过对混凝土表面产生电势的分布规律,从而评估钢筋锈蚀状态。     

氯盐干湿循环作用下混凝土力学性能与孔结构变化研究

为探究淡水区和氯盐环境下干湿循环对混凝土构件的影响差异,分别模拟了无氯盐和有氯盐作用的干湿循环环境,测试干湿循环前后混凝土的抗压强度、动弹模量、微观孔结构参数及孔径分布情况,比较了宏微观指标变化程度。结果表明,两种干湿循环作用均对混凝土抗压强度有少许增强作用,微观表现为孔隙率的减小;两种干湿循环均会降低混凝土的动弹模量,使混凝土内部出现损伤,微观表现为混凝土孔径分布情况变差,特别是大孔含量有增加。一般干湿循环会使混凝土抗渗性增强,氯盐干湿循环会降低混凝土抗渗性,微观表现为一般干湿循环后混凝土临界孔径减小,而氯盐干湿循环后,混凝土临界孔径增大。     

混凝土结构内锈蚀钢筋的疲劳研究综述

腐蚀环境和反复荷载共同作用下混凝土结构的疲劳问题愈发突出,特别是混凝土结构在荷载作用下产生和发展的裂缝为腐蚀介质提供了快速传输通道,引起开裂区域钢筋局部坑蚀。动态荷载作用下疲劳裂纹在蚀坑底部形成并扩展,导致钢筋脆性断裂,进而导致混凝土构件的疲劳失效。回顾并分析了混凝土裂缝对钢筋疲劳性能的影响、坑蚀钢筋疲劳性能研究进展和基于弱磁效应的钢筋疲劳研究,指出掌握坑蚀钢筋的裂纹扩展行为是进行服役混凝土结构疲劳寿命预测的关键。弱磁效应能够实时地表征锈蚀钢筋的疲劳断裂行为,建立基于弱磁理论的锈蚀钢筋等效裂纹扩展长度和应力强度因子变幅表征方法,是服役钢筋混凝土结构疲劳寿命预测的一个创新方法。     

水压力环境中混凝土的含水量及其对力学性能的影响

为研究有压水环境中混凝土的含水量特征及孔隙水对混凝土力学性能的影响,通过试验获得了混凝土在水压力下的含水量曲线,并基于细观管道孔隙网格模型探讨了水压力变化对含水量和孔隙水分布的影响,进一步分析了混凝土含水量和孔隙水尺度对其静动态力学性能的作用机理。结果表明:混凝土含水量随水压力提高而增加,但水压力超过一定值后,含水量的增幅不显著;在高水压力下混凝土的孔隙水流动空间减少,且部分孔隙水具有更小的尺度,在动态荷载作用下孔隙水将产生显著的黏滞应力和超孔隙水压力,导致混凝土强度随应变速率提高呈非线性增长,但水压力对强度的影响不显著。简言之,水压力环境中混凝土的力学性能不仅与含水量和加载速率有关,还与孔隙水的尺度密切相关。     

钢筋锈蚀氯离子临界浓度研究进展

鉴于钢筋锈蚀氯离子临界浓度对钢筋混凝土结构的使用寿命有很大影响,从钢筋锈蚀氯离子临界浓度的表达形式、测试方法、影响因素等方面对国内外氯离子临界浓度的研究进展进行综述,给出了已有研究成果得到的氯离子临界浓度值和有关国家标准中限定的氯离子浓度,提出氯离子临界浓度的影响机理、测试方法、影响因素的耦合作用、计算模型和提高方法等有待进一步研究的问题。     

混凝土结构钢筋初锈时间的概率模型

本文建立了以Fick第二定律为基础的钢筋初锈时间的概率模型,通过Monte Carlo方法分析了初锈时间的频率分布、分布类型、概率密度函数。研究了各影响因素的统计参数对初锈时间概率分布规律的影响,推导了钢筋初锈时间敏度分析的表达式。分析结果表明,初锈时间对于保护层厚度的敏感性高于氯离子扩散系数,对氯离子临界浓度的敏感性高于表面浓度。     

复掺纤维和粉煤灰的面板混凝土性能研究

为了考察纤维和粉煤灰对面板混凝土力学性能和体积稳定性的影响,试验研究了复掺粉煤灰和纤维的面板混凝土力学性能、干缩性能以及早期抗裂性能,并与基准混凝土进行了对比。结果表明:复掺粉煤灰和纤维,可以同时发挥粉煤灰混凝土后期强度增长快的特点以及纤维抗裂增韧的效果,复掺粉煤灰和纤维的混凝土90 d龄期抗压强度接近基准混凝土,28 d和90 d劈拉强度和极限拉伸值超过基准混凝土。纤维和粉煤灰可以约束混凝土的干缩,复掺粉煤灰和纤维的混凝土干缩率明显低于基准混凝土干缩率。复掺纤维和粉煤灰减少了水泥浆体和混凝土早期的收缩,并抑制了裂纹的产生和发展,从而提高了硬化水泥浆体和混凝土的抗裂能力。     

高贝利特水泥混凝土的力学性能研究

针对混凝土大坝存在的“无坝不裂”问题，采用国家“九五”重点科技攻关成果-高贝利特水泥，研制了一种新型的抗裂性能较好的高性能大坝混凝土。对高贝利特水泥混凝土力学性能(包括强度性能、弹性模量、极限拉伸变形和体积变形性能等)试验结果进行分析，并与三峡工程目前使用的高性能大坝混凝土的力学性能进行的对比，说明高贝利特水泥混凝土具有良好的力学性能，抗裂能力稍优，是一种新型的高性能大坝混凝土，可望在今后的大坝混凝土工程或其它大体积混凝土工程中得到推广应用。     

冻融环境下不同预制裂缝混凝土断裂性能研究

对不同相对切口深度的预裂缝混凝土试件进行冻融循环试验,循环次数分别为0、25、50、75、100次。对冻融循环后的试件进行三点弯曲试验,观察试件的表观变化,并利用扫描电子显微镜和立体显微镜观察试件裂缝的情况。分别从宏观力学性能、损伤劣化规律、细微观结构等方面对冻融环境下混凝土断裂力学性能进行研究,并根据混凝土的损伤理论,定义了混凝土基于微缺陷及动弹性模量的损伤变量。结果表明:混凝土冻融循环损伤是初始缺陷发展、劣化并累积的过程;混凝土断裂韧度与初始裂缝相对深度无关,与抗弯强度具有良好的线性相关性。     

基于实测钢筋应力的某大型渡槽力学参数反演分析

渡槽经长期运行后,其材料力学参数与设计参数存在较大差异,为获得渡槽真实物理力学参数,基于实测钢筋应力进行参数反演分析。首先开展现场通水钢筋应力监测试验获得实测钢筋应力,然后基于三维渡槽有限元计算确定水压因子,进而建立实测钢筋应力统计模型,并采用回归分析法分离出水压分量和温度分量,最后采用正交设计-神经网络模型-数值计算相结合的方法,优化反演渡槽材料力学参数。研究表明:所建立的实测钢筋应力统计模型拟合精度高,反演获得的渡槽内缘保护层混凝土、外缘保护层混凝土、槽身和端部混凝土以及钢筋的弹性模量分别为相应设计参数的37. 87%、34. 97%、66. 23%、63. 79%,该渡槽劣化较为严重。