掺粉煤灰混凝土中钢筋耐海水侵蚀性能的电化学研究

应用线性极化法、交流阴抗法和时间电位法等电地普通混凝土和掺粉煤灰混凝土中钢盘耐海水侵蚀性能进行了研究。研究结果表明,由于掺粉煤灰混凝土的阻抗的提高,扩散阻抗系数的提高以及由于粉煤灰二次水化引起的钢筋膜电阻、膜电容及阳极极化电位提高,使掺粉煤灰混凝土中钢筋耐海水侵蚀性能大大优于普通混凝土。     

矿物掺合料对混凝土耐久性的影响

采用海水热雨循环90次、海水浸泡90d两种试验条件对比研究了4种混凝土的强度、扩散系数、电通量和钢筋腐蚀电位等性能变化。结果表明,经热雨循环90次试样抗压强度较海水浸泡90d的高,掺加粉煤灰降低混凝土试样的早期强度,提高中后期强度;经热雨循环90次试样扩散系数较标样28d试样高,但电通量降低,海水浸泡90d试样扩散系数和电通量均较28d试样低,C30级试验扩散系数和扩散系数较C50级高,掺加粉煤灰提高混凝土试样28d的扩散系数和电通量,但降低海水浸泡90d和热雨循环90次的扩散系数和电通量;经热雨循环90次试样内钢筋腐蚀电位较标样28d试样低,海水浸泡90d试样内钢筋腐蚀电位较28d试样低,但高于热雨循环90次试样,C30级混凝土试样钢筋腐蚀电位下降幅度较大,个别试样内钢筋发生点蚀,掺加粉煤灰提高试样内钢筋腐蚀电位,对耐久性有利。     

一种新型耐久的建筑材料—粉煤灰渣—碱混凝土

本文分析研究了粉煤灰渣-碱混凝土在常温条件下强度发展及长期强度的稳定性,人工快速碳化的稳定性,抗冻性,耐高温性能,耐化学侵蚀性,收缩性和粉煤灰渣-碱混凝土对钢筋的保护性能等。     

冻融环境下钢筋与粉煤灰混凝土的粘结性能

通过对内贴应变片钢筋的直接拔出试验,分析冻融作用下粉煤灰掺量对钢筋与粉煤灰混凝土间粘结性能的影响,得出冻融循环作用对钢筋与粉煤灰混凝土之间粘结性能的影响规律。试验结果表明:钢筋与粉煤灰混凝土的粘结强度随粉煤灰掺量的增加而降低;当粉煤灰掺量一定时,随着冻融循环次数的增加,混凝土强度有所下降,钢筋与粉煤灰混凝土间极限粘结强度降低;当粉煤灰掺量较大,达到40%时,随冻融次数的增加,钢筋粉煤灰混凝土试件极限粘结强度的下降幅度明显减缓,极限粘结强度对应的滑移量增大。表明掺入较多粉煤灰可使试件的冻融损伤现象得到缓解,冻融环境下钢筋混凝土的粘结性能得到提高。     

混凝土强度对粉煤灰混凝土粘结性能的影响

试验研究了混凝土强度对粉煤灰混凝土与钢筋粘结性能的影响。结果表明:钢筋与粉煤灰混凝土的粘结性能随着混凝土强度的提高而增强;随着混凝土强度的增大,加载端的钢筋应变亦变大;混凝土强度等级为C45的试件应力峰值的漂移更明显。     

利用热雨试验箱研究混凝土的耐久性

利用墙体耐候性热雨试验箱,对比研究了8种混凝土的强度、扩散系数、电通量及钢筋锈蚀情况。实验结果表明,热雨试验能较好反映各混凝土的耐久性能;阻锈剂的掺入降低混凝土内钢筋的腐蚀电位,但降低混凝土强度,降低抗渗性;粉煤灰的替代掺入降低了混凝土早中期强度,但可提高后期强度,提高抗渗性,降低钢筋腐蚀电位;渗透结晶材料对混凝土强度影响不大,但提高密实度,降低抗渗性,降低钢筋腐蚀电位。     

玄武岩纤维复合筋与混凝土握裹强度的试验研究

玄武岩纤维复合筋是我国战略性新兴产业重点产品。玄武岩纤维复合筋为无机材料,与混凝土基体有很好的兼容性,耐海水腐蚀性好,在替代钢筋用于海洋地材混凝土方面具有很大潜力。对比测试了玄武岩纤维复合筋与淡水河砂混凝土、玄武岩纤维复合筋与海水海砂混凝土、钢筋与淡水河砂混凝土、钢筋与海水海砂混凝土的握裹强度,试验发现玄武岩纤维复合筋与混凝土握裹强度比钢筋与混凝土握裹强度高;玄武岩纤维复合筋与海水海砂混凝土的握裹强度比玄武岩纤维复合筋与淡水河砂混凝土握裹强度高;玄武岩纤维复合筋与混凝土握裹强度极差较大。     

掺阻锈剂掺合料海水海砂混凝土护筋性探讨

测试了海水海砂胶砂中钢筋的极化电位和失重率,观察了钢筋的锈蚀情况,研究了不同掺合料和阻锈剂对海水海砂混凝土护筋性的影响.结果表明:粉煤灰、矿渣对海水海砂混凝土护筋性改善作用有限,而偏高岭土的改善作用显著,钢筋极化电位明显正移;阻锈剂中三乙醇胺对海水海砂混凝土护筋性改善作用明显;复掺偏高岭土(20%,质量分数)和三乙醇胺(1.5%,质量分数)后,海水海砂混凝土的护筋性明显提高,钢筋极化电位与淡水标准砂配制的普通混凝土相近,钢筋失重率明显降低,标准养护420d后钢筋无任何锈蚀.     

粉煤灰掺量对钢筋与混凝土黏结性能的影响

采用梁式试验对粉煤灰混凝土的黏结性能进行研究。试验结果表明:掺加适量的粉煤灰能够有效提高钢筋与粉煤灰混凝土的黏结强度,随着粉煤灰掺量的增加,加载端钢筋应变变大,黏结破坏所需要的外加荷载也越大,钢筋与粉煤灰混凝土的黏结性能也显著提高。     

环氧涂层钢筋与海水珊瑚混凝土的黏结性能

采取拉拔试验研究了环氧涂层钢筋与海水珊瑚混凝土间的黏结性能,分析了混凝土类型（普通混凝土、海水珊瑚混凝土）、混凝土强度等级（C25、C35）、锚固长度（48、90、128mm）、钢筋种类（普通钢筋、环氧涂层钢筋）及混凝土保护层厚度（67、42mm）对试件黏结强度与黏结滑移曲线的影响规律.结果表明：环氧涂层钢筋海水珊瑚混凝土试件的破坏模式主要为劈裂破坏,其黏结性能与普通钢筋混凝土试件有明显区别;海水珊瑚混凝土试件黏结强度高于普通混凝土试件,且黏结强度随混凝土强度等级和保护层厚度的增长而提高,随锚固长度的增长而降低,混凝土保护层厚度对黏结强度的影响最为明显;环氧涂层钢筋海水珊瑚混凝土试件的黏结滑移曲线可分为微滑移、滑移和下降3个阶段,钢筋种类和混凝土类型对曲线特征有明显影响.依据试验结果推导得到了环氧涂层钢筋海水珊瑚混凝土的黏结强度计算式,其计算值与实测值吻合良好,可用于实际工程.     

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.     

Beurteilung des Tragverhaltens von Spannbetonbrücken mit spannungsrisskorrosionsgefährdetem Spannstahl

Die Beurteilung des Tragverhaltens von Spannbetonbrücken, die in den 1960er und 1970er Jahren in Deutschland und Österreich gebaut wurden und für deren Herstellung vergütete Spannstähle Verwendung fanden, ist seit vielen Jahren Gegenstand der Forschung mit starkem Praxisbezug. Im vorliegenden Beitrag werden nach einer theoretischen Erläuterung des Tragverhaltens die praxisrelevanten Fragestellungen wie das Vorgehen bei der Beurteilung sowie weiterführende Untersuchungen erörtert. Zudem werden aktuelle Entwicklungen in der Forschung zur Beurteilung von gefährdeten Spannbetonbrücken aufgezeigt und diskutiert. Assessment of Load Bearing Behaviour of Post‐Tensioned Concrete Bridges Equipped with Prestressing Steel Susceptible to Stress Corrosion Cracking Basics, Practical Application and Current Developments Due to extending lifetime of infrastructure in general and posttensioned concrete bridges in particular the importance of durability aspects increases. Especially older prestressed bridges built in the 1960s and 1970s in Germany and Austria are subject of these investigations. Some of these post‐tensioned concrete bridges consist of quenched and tempered prestressing wires with high susceptibility to stress corrosion cracking as we know nowadays. This article deals with recalculation, assessment and evaluating methods for post‐tensioned concrete bridges including further analytic for endangered bridges. The procedure is shown by an example of an existing multi girder bridge and furthermore, future prospects are given.