混凝土中不同等级钢筋锈蚀行为的比较

为比较受氯离子侵蚀的混凝土中HPB235级、HRB335级和HRB400级钢筋以及钢绞线的锈蚀速率和锈蚀特征,设计了同时含有上述4种钢筋的混凝土试件,在4个多月的人工气候环境加速锈蚀试验过程中,利用电化学测试系统测试钢筋的锈蚀速率,并在锈蚀过程结束后剥离混凝土,对钢筋的锈蚀特征进行分析.结果表明,变形钢筋（包括HRB335级和HRB400级）的锈蚀速率明显比光圆钢筋（HPB235级）和钢绞线快,而HRB335级和HRB400级钢筋的锈蚀速率相近,后者略大于前者;HPB235级钢筋的表面锈蚀特征相对均匀,而HRB335,HRB400级钢筋和钢绞线表现出明显的局部锈蚀特征.最后,从钢筋的化学成分、微观结构及制作工艺等角度进行了机理分析.     

混凝土模拟孔隙液中钢筋腐蚀临界氯离子浓度试验研究

钢筋腐蚀的临界氯离子浓度是混凝土耐久性研究的重要参数之一.影响临界氯离子浓度的参数非常多,其中,钢筋表面的电位被认为是反映各参数的综合的控制性因素.采用恒电位方法,考虑pH值的影响,研究了不同电位下混凝土模拟孔隙液中氯离子浓度对钢筋腐蚀状态的影响,并用统计处理的方法得到了不同的pH值和不同控制电位下具有95%保证率的临界氯离子浓度值.试验结果发现:pH值对临界氯离子浓度有比较大的影响,钢筋开始腐蚀时的氯离子浓度均值与模拟液的pH值呈指数关系;钢筋开始腐蚀时的氯离子浓度均值的对数与钢筋电位呈线性关系.     

扫描微电极法研究钢筋局部腐蚀行为

应用扫描微电极法原位测量了模拟混凝土孔隙液中钢筋表面微区的电位分布,并结合动电位极化曲线的测量,研究了钢筋的局部腐蚀行为及模拟混凝土孔隙液pH值和Cl-浓度对它的影响.结果表明,在饱和Ca(OH)2溶液中,钢筋处于钝态,其表面微区电位分布为动态平衡;溶液的pH值降低和外加一定浓度的Cl-后,钢筋表面微区电位分布随之变化.当表面微区电位分布出现固定的突出电位峰时,钢筋发生了点腐蚀.在pH=12.00,外加Cl-浓度为0.05 mol/L或pH值降至10.16的Ca(OH)2溶液中,钢筋表面去钝化,发生腐蚀.     

电极工作面积和孔隙液pH值对钢筋脱钝临界氯离子浓度的影响

基于模拟混凝土孔隙液中的钢筋脱钝试验,揭示了钢筋电极的工作面积和模拟混凝土孔隙液的pH值对钢筋脱钝过程中开路电位、极化电阻和腐蚀电流密度的影响规律,确定了不同钢筋电极工作面积和pH值条件下钢筋脱钝的临界氯离子浓度,分别建立了钢筋电极工作面积和模拟混凝土孔隙液pH值与钢筋脱钝临界氯离子浓度之间的定量关系.结果 表明:随着钢筋电极工作面积的增大,钢筋脱钝的临界氯离子浓度降低;随着模拟混凝土孔隙液pH值的增加,以自由氯离子浓度[Cl-]表征的临界氯离子浓度增加,而以[Cl-]/[OH-]表征的临界氯离子浓度降低;与开路电位和极化电阻相比,钢筋脱钝过程中腐蚀电流密度的突变点更加明显.     

高温条件下混凝土模拟孔隙溶液中钢筋腐蚀临界氯离子浓度的试验研究

当钢筋周围混凝土孔隙液的游离Cl-超过临界氯离子浓度(ccl-)时,混凝土结构内的钢筋就会易于腐蚀。所以ccl-是暴露于氯离子环境的混凝土结构寿命预测的一个重要指标。特别在高温地区,钢筋混凝土结构破坏更严重。通过研究高温条件对钢筋腐蚀ccl-的影响。试验在50℃模拟孔隙溶液中进行,采用恒电位方法,考虑不同pH值的影响,...     

要加强推广HRB400级(新Ⅲ级钢)的使用

在钢筋混凝土结构设计中,一般梁、板、柱中一直是主要采用热轧Ⅰ级钢,现在称为HPB235,钢筋强度标准值fyk=235N/mm2,以及Ⅱ级钢,现在称为HRB335,钢筋强度标准值fyk=335N/mm2。在新《混凝土结构设计规范》GB50010-2002中,提倡采用HRB400级(即新Ⅲ级)钢筋作为我国钢筋混凝土结构的主力钢筋(见规范第4.2.1条说明)。以钢筋强度标准值fyk=400N/mm2替代原为370N/mm2。新规范优先推广HRB400级钢筋,这种钢筋不仅强度高,而且粘结性能好。我国钢厂已经能生产出各种大小、直径的HRB400级钢筋(从6～50),钢筋外形为月牙形,符合热轧带肋钢筋G…     

CRB550级箍筋混凝土柱抗震性能试验研究

为研究配置CRB550级箍筋的混凝土柱的抗震性能,设计了32个不同钢材种类的箍筋、箍筋直径、纵筋配筋率、轴压比等的钢筋混凝土柱试件,并对其进行低周反复水平荷载作用下的拟静力试验,分组对比了配置HPB235、HRB335和CRB550三种强度等级箍筋的混凝土柱试件的骨架曲线、延性、耗能性能、强度和刚度退化规律。结果表明：采用较小直径的CRB550级高强钢筋代替HPB235和HRB335级钢筋作为混凝土柱的箍筋,即使在高轴压比（0.7、0.8、0.9）的情况下,抗震性能差异不大。在CRB550钢筋满足GB 13788-2008《冷轧带肋钢筋》各项材料性能要求的前提下,CRB550级钢筋能按等强原则代替HPB235和HRB335级钢筋作为箍筋使用,从而达到节省钢筋用量,节约能源的目的。     

氯盐侵蚀混凝土结构延寿技术初探Ⅰ——模拟孔隙液中6种胺类有机物阻锈性能分析

采用动电位极化测量和电化学阻抗谱法,结合氯离子浓度、阻锈剂浓度及溶液pH值这3个影响因素,研究6种胺类有机物（三乙烯四胺、二甲胺、N,N 二甲基乙醇胺、1,6 己二胺、胍及乙醇胺）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.结果表明：随着氯离子浓度的增加,同一阻锈剂的阻锈能力下降;相同氯离子浓度下,不同的胺类阻锈剂阻锈效果不同;在pH=1250情况下,当阻锈剂浓度与氯离子浓度比值接近1时,二甲胺、1,6 己二胺、胍及三乙烯四胺的阻锈效果比较理想,而乙醇胺和N,N 二甲基乙醇胺阻锈能力较弱;当阻锈剂浓度偏低时,其没有明显的阻锈效果,甚至有可能形成阳极腐蚀而加速钢筋腐蚀;随着溶液pH值的降低,钢筋的耐蚀性能降低,同一阻锈剂的阻锈效果下降.     

有机阻锈剂对应力加载HRB400钢筋锈蚀行为的影响

研究了氨基醇有机阻锈剂对应力加载HRB400钢筋在混凝土模拟孔隙液中锈蚀行为的影响,并采用动电位扫描、电化学阻抗谱(EIS)分析了氨基醇有机阻锈剂抑制应力加载HRB400钢筋锈蚀的作用机制.结果表明：随着加载应力的增大,HRB400钢筋锈蚀加重,但氨基醇有机阻锈剂可以作用于应力加载HRB400钢筋表面,增大其吸附层厚度,抑制混凝土模拟孔隙液中Cl-对HRB400钢筋基体的破坏,具备阻锈效果.     

钢筋混凝土构件应用HRB400级钢筋的效益分析

根据规范的规定,借助于文[2]中的有关公式和表格,推导了各种构件采用HRB400级钢筋后理论上可减少的用钢量,及对构件挠度和裂缝宽度的影响。文中公式及符号均详见规范。为了便于叙述,约定在承载力相同的情况下,采用HRB400级钢筋的配筋截面积为As2,采用HRB335级或HPB235级钢筋的配筋截面积为As1。1·钢筋的锚固长度钢筋的锚固长度为la=αdfy/ft,由此可见la与fy成正比,即HRB400级钢筋的锚固长度是HRB335级钢筋的1·2倍。2·钢筋混凝土受弯构件受弯构件纵向受拉钢筋最小配筋率为0·2%和0·45ft/fy中的较大者,见表1[2]。可见,随着混凝土…     

Effizienzsteigerung von Textilbeton durch Einsatz textiler Bewehrungen nach dem erweiterten Nähwirkverfahren

Textilbeton ist ein neuer, effektiver und sehr innovativer Baustoff zur Verstärkung von Tragwerken. Im Rahmen der laufenden Forschung stehen die weitere Verbesserung des Verstärkungsverfahrens und die stetige Weiterentwicklung der Faser‐Matrix Kombination im Mittelpunkt der Untersuchungen. Aufgrund der hohen Garnzugfestigkeiten sind bei Verwendung textiler Bewehrungen aus Carbon sehr effektive Verstärkungen herstellbar. Bei ungünstiger Konfiguration der textilen Bewehrungen können jedoch verbund‐ und festigkeitsschädigende Rissbildungen innerhalb zugbeanspruchter Textilbetonbauteile auftreten. Diese Rissbildungseffekte werden in Abhängigkeit von der Belastung maßgeblich durch die wirkenden Verbundkräfte und die verarbeitungsbedingte Garnwelligkeit beeinflusst. Dabei ist die Gefahr eines Verbundversagens durch Delamination besonders in den Bereichen der Lasteinleitung in die textile Bewehrung, wie z. B. Endverankerungen und Übergreifungsstößen, kritisch. Dies führt zu einer Reduzierung der nutzbaren Zugtragfähigkeit der textilen Bewehrung im Gesamtbauteil. Um die Effizienz der textilen Bewehrung zu erhöhen, wurde daher ein verbessertes Textilherstellungsverfahren auf Basis der Nähwirktechnik entwickelt. Dadurch wird die ungünstig wirkende Garnwelligkeit deutlich reduziert. Der vorliegende Aufsatz beschreibt vergleichende Untersuchungen der Verbund‐ und Festigkeitseigenschaften zugbeanspruchter Textilbetonbauteile. Die Ergebnisse zeigen, dass mit der Entwicklung des erweiterten Nähwirkprozesses ein maßgeblicher Schritt im Hinblick auf eine weitere Verbesserung der Eigenschaften des Textilbetons erreicht werden konnte. Efficiency Increase of Textile Reinforced Concrete by Use of Textile Reinforcements from the Extended Warp Knitting Process The composite material textile reinforced concrete (TRC) is a new, effective and very innovative method for the strengthening of load bearing structures. Apart from further improvements to the strengthening methods, a continual further development of the fibre‐matrix combination is at the centre of ongoing research. Due to the high tensile strengths of textile reinforcements made of carbon, it enables very effective strengthening of concrete constructions. However, if the textile fabrics are unfavourably configured, bond and strength damaging crack formations within TRC members can occur. Depending on the load, these crack formation effects are substantially influenced by the bond and the size of yarn undulation, which depends on the processing of the fabric. The danger of bond failure by delamination, which particularly occurs in areas of concentrated load introduction into the textile reinforcement, such as final anchorages and overlaps, is especially critical. It results in a reduction of the usable tensile load bearing capacity in the entire member. For this reason, an improved textile manufacturing method based on warp knitting technology was developed. By means of this method, yarn undulation can be reduced considerably. The article on hand describes comparative examinations of the bond and strength properties of tensile loaded TRC elements. The results show that the development of the extended warp knitting process was a substantial step toward a further improvement of the properties of TRC.     

Feuchtesensoren in der Bauwerksüberwachung

Die Bestimmung des Wassergehalts und insbesondere der orts‐ und zeitabhängigen Feuchteverteilung in Baustoffen hat in der Forschung, Baustoffentwicklung, Bauwerksdiagnose und Bauwerksüberwachung einen besonderen Stellenwert. Bei der Untersuchung von Schadensursachen muss an Bauwerken in der Regel die Baustofffeuchte mit bewertet werden, da sowohl wesentliche Baustoffeigenschaften als auch die Dauerhaftigkeit von Bauwerken in entscheidendem Maße von deren Wassergehalt abhängig sind. In jüngster Zeit werden Feuchtesensoren eingesetzt, um die Funktionsfähigkeit und Dauerhaftigkeit von Instandsetzungs‐ bzw. Schutzmaßnahmen zu kontrollieren. Dies soll es dem Bauherrn ermöglichen, rechtzeitig Maßnahmen einleiten zu können, bevor Schäden infolge von Wasser‐ bzw. Chloridzutritt auftreten können. Condition Assessment with Moisture Sensors The determination of the water content in construction materials and in particular with regard to its depth and time dependent distribution is of high interest in the area of research, material development and condition assessment of structures. The assessment of the reason of damages mostly require to regard the moisture content of structures, because the moisture content basically affects material properties and the durability of structures. Recently moisture sensors have been used to control the functionality and durability of repair and protection measures. This enables the owner to carry out accurately timed measures to prevent damages due to the ingress of water and chlorides.     

Umlagerungsverhalten von Plattentragwerken aus Stahlfaserbeton

Das Tragverhalten von Platten aus Stahlfaserbeton ist von starker Nichtlinearität durch Rissbildung und großen traglaststeigernden Umlagerungen geprägt. Für ihre Berechnung und Bemessung wird ein nichtlineares Verfahren vorgestellt. Es basiert auf einer elasto‐plastischen Schädigungsbeschreibung des Faserbetons mit eingebetteter Betonstahlbewehrung und einer Finite Elemente Diskretisierung des Stabstahls und der Platte mit regularisierter Verschmierung der Rissbildung im Elementnetz. Das Verfahren wird an einer punktgestützen Stahlfaserbetonplatte eines Großversuchs angewendet und verglichen mit anderen gängigen Methoden, nämlich einer linear‐elastischen Schnittgrößenermittlung bzw. der Bruchlinientheorie. Zur Bemessung erweist es sich als sehr geeignet, allerdings – ähnlich den beiden anderen Verfahren – abhängig von der angenommen Rissbildung, der Nachrisszugfestigkeit und geometrischen Größen. Redistribution Effects of Steel Fibre Reinforced Concrete Slabs Numerical Computation and Design The bearing behaviour of steel fibre reinforced concrete (SFRC) slabs is mainly affected by nonlinearity due to cracking and redistribution effects leading to an increased bearing capacity. A nonlinear approach for structural analysis and design of such structures is presented. It is based on an elasto‐plastic damage theory to model material behaviour of SFRC and allows for additional embedded rebars. By adopting a finite element discretisation of the slab structure a regulated smeared modelling of cracking is achieved. Further the nonlinear model is applied to a full scale test of a SFRC flat slab structure and results are compared to alternative already well established methods, namely a linear elastic analysis and the yield line theory. The proposed method is proven to be very suitable for design but – alike the alternatives – depends on assumed crack patterns, residual tensile strength of the SFRC and geometrical parameters.