四极法评价混凝土中钢筋腐蚀

利用地球物理勘探过程中常用的四极法测定了含氯盐及亚硝酸盐钢筋混凝土中钢筋与混凝土界面的阻抗谱参数，同时测定自然电位、腐蚀面积率、钢筋失重率等，确定了阻抗谱参数与钢筋腐蚀程度的关系。试验结果表明，亚硝酸盐在含氯盐混凝土中具有良好的抑制钢筋腐蚀的能力，四极法可以评价混凝土中钢筋腐蚀程度。     

氯盐与硫酸盐复合侵蚀下钢筋混凝土锈裂行为

为评估海洋、盐湖等环境中钢筋混凝土结构耐久性,通过试验与理论相结合探究氯盐与硫酸盐复合侵蚀下钢筋混凝土锈裂特性。通电腐蚀5%(质量分数)NaCl、5%NaCl+5%Na₂SO₄溶液中钢筋混凝土试件,对比分析混凝土表观形貌、钢筋锈蚀特征。设计伴随的混凝土腐蚀试验,类比保护层腐蚀劣化,分析混凝土力学性能。结果表明：硫酸盐的存在改变胀裂前混凝土形貌,使得单一氯盐侵蚀下的“白须”消失,表面粉化并出现盐结晶,延长胀裂时间;复合侵蚀下钢筋锈蚀率低于单一氯盐侵蚀,二者均显著低于法拉第定律理论值;锈胀裂缝宽度与钢筋锈蚀率线性相关,硫酸盐的存在增大裂缝随钢筋锈蚀发展的速率;通电环境中,受腐蚀混凝土的抗压强度先升高后降低,劈裂抗拉强度不断降低。提出受腐蚀混凝土的抗拉强度演化经验公式。在经典锈胀模型的基础上考虑锈蚀产物对裂缝的填充作用,并将硫酸盐的影响考虑至混凝土抗拉强度、钢筋腐蚀电流密度中,建立复合侵蚀下钢筋混凝土胀裂时间预测模型,并验证了模型的有效性。     

氯氧镁水泥混凝土中钢筋的腐蚀与防护试验研究

结合氯氧镁水泥混凝土耐水性,研究氯氧镁水泥混凝土中钢筋的腐蚀与防护,试验变量包括钢筋种类、混凝土保护层厚度和腐蚀龄期等。钢筋种类包括裸露钢筋和美加力涂层钢筋;混凝土保护层厚度包括25、50 mm;腐蚀龄期包括60、120、180、240、300、360 d。试验采用自来水长期浸泡至试块2/3处,并采用扫描电子显微镜（SEM）和能谱仪（EDS）对腐蚀后的钢筋微观结构和化学元素组成进行分析,研究钢筋的腐蚀机理。结果表明,通过软化系数分析,氯氧镁水泥混凝土的软化系数处于0.78～0.87,说明试验设计的氯氧镁水泥混凝土可用于干燥地区、受潮较轻地区或次要建筑结构。通过极化曲线及其电化学参数分析,裸露钢筋腐蚀速率为美加力涂层钢筋腐蚀速率的40～80倍,说明涂层防腐效果明显。     

氯盐环境下桥梁混凝土结构的腐蚀行为及破坏机理

为了解决氯盐导致钢筋混凝土结构耐久性破坏的问题,通过测试处于氯盐侵蚀环境中混凝土内部Cl-含量、pH值及含碱量的分布规律,探讨了氯盐对混凝土结构的腐蚀行为和破坏机理;揭示了氯盐侵蚀下钢筋混凝土曲线桥梁过早劣化的机理,并对此类病害的防治及治理提出了合理建议。结果表明：干湿循环条件下,大量Cl-侵入混凝土内部并且到达钢筋表面,造成钢筋锈蚀、混凝土胀裂,且随Cl-含量增加,混凝土PH值下降,含碱量增大;在含有Cl-的区域,混凝土PH值均降低;氯盐入侵后,增大了混凝土碱骨料破坏的可能性,混凝土内部孔结构发生了明显粗化。     

不同表面状态钢筋在含氯混凝土中的耐蚀性

研究钢筋在混凝土中的耐蚀性具有工程价值.应用电化学阻抗谱(EIS)并结合半电池电位法研究了不同表面状态的钢筋在含氯混凝土中的腐蚀行为.结果表明:钢筋表面氧化皮的存在改变了钢筋在混凝土中的腐蚀行为,浸泡初期裸表面钢筋在含氯混凝土中的耐蚀性强,中后期带有氧化皮的钢筋在含氯混凝土中的耐蚀性强;不同状态的氧化皮对钢筋腐蚀行为的影响不同,带有空冷氧化皮的钢筋比带有水冷氧化皮的钢筋耐蚀性强.     

混凝土中变形与光圆钢筋腐蚀速率试验研究

为了比较含氯离子的混凝土中变形钢筋及光圆钢筋腐蚀特征和腐蚀速度的不同，制作了同时含有变形和光圆2种钢筋并掺加了质量为水泥质量3％的盐ω（NaCl）的混凝土试件，然后进行了近一年的室外自然气候暴露试验．试验期间利用电化学线性极化法和试件腐蚀失重称量方法测试了2种钢筋的腐蚀速度；并分析和总结了它们的腐蚀特征．试验结果表明光圆钢筋的腐蚀机理主要是微电池腐蚀，腐蚀形态比较均匀，平均腐蚀失重率比变形钢筋大；而变形钢筋腐蚀机理主要是宏电池腐蚀，腐蚀主要发生在钢筋表面某几个局部区域，局部最大坑蚀深度约为光圆钢筋最大坑蚀深度的1．7倍．     

恒定气候混凝土内钢筋锈蚀速率的时变特征与机理

为了深入研究混凝土中钢筋腐蚀龄期对钢筋锈蚀速率的影响，通过加速腐蚀试验研究了不变环境条件下混凝土中钢筋腐蚀电流强度的经时变化过程，并通过微观测试技术对混凝土中钢筋锈蚀层发展过程进行了机理分析，全面解释了钢筋腐蚀速率的经时变化过程规律．结果表明：钢筋表面锈蚀层（水泥浆体与铁锈物混合层）的形成与发展是钢筋锈蚀速率发生变化的主要原因；在气候环境条件恒定条件下，混凝土内钢筋的锈蚀速率的时变过程可分为锈蚀初期的下降阶段、平稳发展阶段和混凝土开裂后的上升阶段．     

关于人工气候环境下混凝土梁中氯离子侵蚀规律的研究

在设定的人工气候氯盐腐蚀的环境下,针对两种不同水灰比(质量比)的钢筋混凝土系列梁进行腐蚀试验,同时对同一水灰比的试验梁做腐蚀时间不同的对比研究.试验通过氯盐腐蚀后在钢筋混凝土梁中钻取不同位置的芯样,测定每个芯样不同深度处的自由氯离子质量分数值,并计算各试验梁的扩散系数,从而得出氯离子在混凝土试验梁中的侵蚀规律.结果表明,氯离子在试验梁中侵蚀可分为对流区和扩散区两部分,并且梁的氯离子质量分数和扩散系数都是随着混凝土水灰比增大而增加.     

混凝土中胺类有机物——胍对钢筋氯盐腐蚀的作用

为了考察胺类有机物在氯盐环境中的阻锈能力,采用动电位极化测量、电化学阻抗谱法(EIS)和弱极化法,结合氯离子浓度、阻锈剂浓度、溶液pH值3个影响因素,研究胺类有机物———胍在有氯盐存在的模拟混凝土孔隙液中对钢筋锈蚀行为的影响和对已锈蚀钢筋的延缓作用.试验研究表明:在模拟混凝土孔隙液的pH值为12.50,且溶液中胍的浓度与氯离子浓度相近时,胍可在钢筋表面形成保护被膜,有效地阻止和延缓了钢筋锈蚀的发生,显著降低了已锈蚀钢筋的锈蚀速率,甚至使其停止锈蚀.在相同浓度下,当模拟混凝土孔隙液的pH值从12.50降至10.50时,胍的阻锈能力下降,表明胍在氯盐环境中有较好的阻锈能力.     

寒区桥面铺装低掺聚丙烯纤维混凝土耐久性研究

针对寒区桥面铺装这一特殊应用领域要求,对不同掺入量的聚丙烯纤维混凝土进行冻融循环及冻融-氯盐共同作用下耐久性试验,研究低掺聚丙烯纤维对寒区桥面铺装混凝土性能的影响.试验结果表明:低掺聚丙烯纤维桥面铺装混凝土可提高抗冻性能和抵御氯盐侵蚀能力,防止钢筋锈蚀,增强混凝土耐久性.     

混凝土结构无损检测技术研究

为了探讨一种切实可行的混凝土结构无损检测方法,借鉴锚杆锚固质量无损检测原理,通过理论分析和实验,验证了在混凝土结构内固结波速确实会发生变化;其变化范围介于激发应力波在钢筋杆体中的传播速度和在混凝土中的传播速度之间,当养护时间<14d时,随着养护时间增加,固结波速逐渐减小,混凝土结构质量逐渐增加;当养护时间>14d时,随着养护时间的增加,固结波速逐渐增大,混凝土结构质量逐渐增加.由于混凝土结构质量与固结波速有上述关系,因此,可以通过检测固结波速来确定混凝土结构质量,为工程检测混凝土结构质量提供了一种无损检测手段.     

钢筋再生混凝土柱压弯性能的重复荷载试验

为减小尺寸效应影响,了解符合实际工程的钢筋再生混凝土柱压弯性能,进行了4根截面尺寸为600 mm×600 mm、不同再生粗骨料取代率、不同配箍率的钢筋混凝土方形截面柱大偏心受压重复荷载试验,研究了其受压破坏形态、承载力、侧向受弯刚度、钢筋及混凝土应变规律.结果表明:钢筋再生混凝土大偏心受压柱的破坏过程、破坏形态、侧向受弯刚度退化、钢筋和混凝土的应变与普通钢筋混凝土柱的区别不明显.参照现行《混凝土结构设计规范》(GB50010—2010)的相关计算公式,计算钢筋再生混凝土大偏心受压柱承载力,其计算结果与试验结果符合较好.     

带缝空心钢筋混凝土剪力墙的抗震性能试验研究

通过两种不同配筋方案的四榀带缝空心钢筋混凝土剪力墙模型的拟静力试验，探讨了这种剪力墙的破坏机理和变形特征。试验证明：带缝剪力墙由于破坏机理改变使其延性及变形能力提高。同时指出：改变带咯条带的边部配筋，可使墙体抗剪承载力不降低而其延性与变形能力均得到提高。     

混凝土压力管内压试验方法及其性能研究

为真实反映混凝土压力管在内水压力作用下的受力状况,采用自行设计制作的一套加载设备和部分测试设备,对钢纤维混凝土压力管、钢筋混凝土压力管及配筋钢纤维混凝土压力管,进行了内压性能对比试验研究及理论分析,试验结果表明：内水压力试验方法简单、易行、可靠配筋钢纤维混凝土压力管的抗裂性及极限承载力均有较大程度的提高,且改善了压力管内压时的破坏形态;在配筋钢纤维混凝土压力管中,钢材以钢纤维和钢筋两种方式加入混凝土管体中,钢纤维以其阻裂增强作用提高管件的开裂荷载;钢筋则提高管件的极限承载力和延性,使管件兼具较好的抗裂性、较大的承载能力和较好的延性。     

钢筋混凝土早期收缩特性的研究

为了考察钢筋限制条件下外加剂和掺合料对混凝土早期收缩性能的影响,测量了掺加多种掺合料的钢筋混凝土早期收缩应变和应力的发展情况,应用钢环实验考察了混凝土的早期收缩开裂情况．结果表明,磨细矿渣和硅灰会显著增加混凝土的早期收缩;石灰石粉和粉煤灰能明显抑制混凝土的早期收缩,石灰石粉的效果最好;膨胀剂降低混凝土收缩的早期作用明显;钢环实验是一种较好的检验早期收缩开裂的实验方法．     

基于主动导波的钢筋锈蚀识别技术

为了掌握桥梁结构中钢筋锈蚀情况,以波动理论为基础,采用有限元结合试验的方法,以锈蚀钢筋为研究对象,研究了基于主动导波的钢筋锈蚀识别技术.研究结果表明:该技术能够对钢筋锈蚀情况进行准确识别及精确定位,且精度较高,方法直观简便,有较强的实用性;主动导波钢筋锈蚀识别技术可以应用于桥梁结构钢筋锈蚀的识别,研究成果可以应用于工程实践.     

锈蚀双筋混凝土梁抗弯承载力计算模型分析

为完善和发展锈蚀钢筋混凝土结构的计算方法,基于混凝土结构中钢筋锈蚀后,锈蚀钢筋的截面损失、力学性能下降,钢筋和混凝土之间的粘结性能退化,钢筋锈胀力导致混凝土锈胀开裂等因素,将造成钢筋混凝土梁的承载能力及整体刚度都会有所下降的事实。借鉴已有的研究成果,得到了钢筋不同锈蚀率对钢筋混凝土梁中钢筋与混凝土间协同工作的影响公式,并结合现有的关于钢筋混凝土梁抗弯承载力的规范计算方法,建立了锈蚀双筋混凝土梁抗弯承载力的计算模型。最后,利用所建立的计算模型对已有的试验成果进行了验证分析,结果表明,所建立的的计算模型能够与试验结果较好地吻合。     

预制拼装混凝土桥梁连接钢筋粘结锚固性能

为分析预制拼装混凝土桥梁连接钢筋与混凝土之间的粘结锚固性能,以钢筋直径、混凝土强度、锚固长度为试验参数,制作了22个钢筋混凝土拉拔试件进行试验研究,并建立相应的钢筋混凝土粘结界面有限元模型,分析各参数对试件承载力与粘结强度的影响.基于试验数据和有限元结果,拟合并推导了预制拼装混凝土桥梁连接钢筋的粘结强度计算公式,对比分析国内外规范钢筋锚固长度的相关规定,给出了不同混凝土强度等级条件下装配式混凝土桥梁连接钢筋的基本锚固长度建议值.结果表明:对于预制拼装构件的连接钢筋,钢筋与混凝土粘结界面承载力与混凝土强度、钢筋直径和锚固长度呈正相关;界面粘结强度与混凝土强度呈正相关,与钢筋直径呈负相关,与锚固长度关联度较小,在计算其粘结强度时可以不考虑锚固长度和保护层厚度的影响.     

HRBF500钢筋混凝土大偏心受压柱承载力的试验研究

通过对7根HRBF500钢筋混凝土偏心受压柱和1根HRB400钢筋混凝土偏心受压柱的试验,对500MPa细晶粒钢筋混凝土偏压柱性能有了初步了解.分析了荷载-钢筋应变、混凝土应变曲线以及破坏形态的特点.试验研究表明：500 MPa细晶粒钢筋和普通的HRB400钢筋一样,当作为受力主筋用于受压构件时,其强度能得到充分的利用.在试验和理论分析的基础上,提出了HRBF500钢筋在混凝土柱中的强度设计取值为450 MPa和受压承载力计算公式的建议.     

使用磁化率仪检测混凝土构件中钢筋的分布状况试验研究

建筑物预埋钢筋的检测一直是控制施工质量的重要检测内容,尝试将磁法勘探常用的SM30磁化率仪应用到混凝土构件中钢筋的分布状况检测中。通过建立实验模型,对建筑工程中常用的不同直径、不同埋深的钢筋进行测量,确定钢筋中心投影位置,探索可检测深度,定性测定磁化率随钢筋直径的变化,通过对混凝土建筑楼板和素混凝土地面进行实地检测,试验证明SM30磁化率仪用于建筑工程常用钢筋无损检测是有效的可行的。