用于检测混凝土氯离子侵蚀的光纤传感器的研究进展

影响混凝土耐久性最重要的因素是钢筋锈蚀,而锈蚀的主要成因是氯离子侵蚀。每年全世界因钢筋锈蚀而导致的直接和间接经济损失巨大,因此,对钢筋混凝土中氯离子侵蚀监测有重要的科学和经济意义。光纤传感器较传统的电传感器而言具有小巧轻便、抗电磁干扰、外形设计灵活以及可埋入混凝土构件的任何部位进行实时、多点监测的优点。对国内外用于监测混凝土氯离子侵蚀的光纤传感器进行总结归纳并结合现有光纤传感技术对其目前存在的问题及发展趋势进行了讨论。     

基于PZT波传播法的混凝土内部钢筋锈蚀监测方法

为有效监测钢筋混凝土结构内部钢筋的锈蚀,提出了基于压电陶瓷(PZT)波传播法的钢筋锈蚀监测方法.首先,基于PZT波传播法对变形钢筋进行了试验研究及数值模拟,找出了应力波在无锈蚀钢筋中的传播衰减规律;然后,设计制作了18个钢筋混凝土试件,在埋入每个试件中的钢筋表面相同位置粘贴PZT激励器/传感器;最后,对试件进行电化学快速锈蚀,并在试件锈蚀过程中,对其进行PZT测试,来追踪锈蚀对应力波传播特性的影响.结果表明:钢筋锈蚀严重影响应力波的传播衰减规律,传感器接收到的信号幅值与钢筋锈蚀率之间呈二次函数的关系.     

基于BOTDA的锈蚀梁钢筋应力监测及有限元分析

对简支钢筋混凝土梁进行全过程静力加载试验,采用基于布里渊光时域分析计的光纤传感技术监测钢筋应变。比较分析了钢筋局部锈蚀对应变分布的影响规律,并对简支梁的锈蚀位置进行了识别。结果表明,基于布里渊光时域分析计的光纤传感技术能够有效监测钢筋锈蚀状况。依据锈蚀钢筋混凝土本构关系,利用ANSYS大型有限元分析软件,对锈蚀钢筋混凝土梁的受力性能进行了模拟,模拟结果与试验结果一致,说明采用有限元方法分析锈蚀梁受力性能正确有效,同时也验证了试验结果。     

MCD钢筋锈蚀监测仪的设计与应用

根据钢筋混凝土结构内钢筋与铁锈、水、混凝土等介质磁导率的巨大差异,组装了一种基于磁介质理论的钢筋锈蚀监测仪(MCD钢筋锈蚀监测仪),包含内埋传感器、数据采集器和电脑软件系统.通过该监测仪的标定试验得到的电压变化率与钢筋锈蚀率为良好的线性关系,可以根据线性拟合公式定量检测钢筋的锈蚀率.传感器内埋钢筋混凝土梁通电加速锈蚀试验表明:MCD钢筋锈蚀监测仪具有较高的测量精度;计算锈蚀率的时变曲线可以反映混凝土中钢筋锈蚀的动态变化.     

光纤传感技术监测预应力曲梁钢筋锈蚀的试验

通过在预应力混凝土曲梁和混凝土表面布置了光纤,利用PP—BOTDA系统监测局部锈蚀预应力混凝土曲梁的应变分布,试验结果表明,PP—BOTDA光纤传感技术可以识别钢筋的锈蚀损伤,实现预应力混凝土结构中钢筋锈蚀的分布式监测。     

混凝土内部钢筋锈蚀监测及黏结滑移性能研究

为有效监测钢筋混凝土内部钢筋的锈蚀以及研究其黏结滑移性能,设计了电化学锈蚀试验对钢筋混凝土试件进行模拟锈蚀及其试验研究。首先,设计制作了15个钢筋混凝土试件,在埋入每个试件中的钢筋表面相同位置粘贴有压电智能传感器;然后,对试件进行电化学快速锈蚀,并在试件锈蚀过程中对其进行压电测试,来追踪锈蚀对波传播的影响;最后,对15个试件进行拉拔试验,来分析钢筋锈蚀引起的粘结滑移退化规律。结果表明:钢筋锈蚀严重影响了应力波的传播衰减规律及其极限黏结强度。     

磁介质理论在钢筋锈蚀检测中的应用研究

基于磁介质理论,根据钢筋混凝土结构中钢筋与铁锈、混凝土、水等成分的不同磁导率特征,采用数值模拟方法分析钢筋对空间磁场分布的影响。分析结果表明,钢筋对其周围磁场强度有显著的增强作用,随着钢筋直径的减小,增强作用逐渐减弱。根据数值模拟结果,设计了MCD钢筋锈蚀检测传感器,并对混凝土中钢筋锈蚀过程进行了监测。试验结果表明,仪器能够动态、定量化表征钢筋锈蚀率,检测结果具有较高的精度。     

普通钢筋混凝土结构的锈胀机理研究

钢筋锈蚀是钢筋混凝土结构性能退化的主要因素之一,现有关于钢筋锈蚀微观机理的研究还未达成共识。通过对混凝土中钢筋的锈蚀机理研究及锈蚀成因分类影响的研究,得出锈胀力的模型的建立对于进一步认识钢筋锈蚀和监测混凝土耐久性有重要意义。     

混凝土钢筋锈蚀机理与修复技术

分析混凝土中钢筋锈蚀的机理,总结了锈蚀钢筋混凝土结构修复决策的过程和主要决策理论,指出锈蚀钢筋混凝土结构的修复要以阻止钢筋继续锈蚀为主要特征,并介绍了锈蚀钢筋混凝土结构的修复技术.     

钢筋锈蚀对钢筋混凝土结构固有频率和阻尼比影响的试验研究

针对钢筋锈蚀使钢筋混凝土结构的抗震性能和耐久性能退化,并且对结构动力特性产生影响的现象,采用电化学加速锈蚀方法,通过法拉第定律控制锈蚀程度,将钢筋的理论锈蚀率分为5%,10%,15%三个锈蚀阶段,在实验室中模拟了钢筋混凝土梁中钢筋的锈蚀过程。根据悬臂梁的自由振动衰减特性,采用自由衰减法采集了钢筋混凝土梁的固有频率和阻尼比,研究了钢筋锈蚀对钢筋混凝土梁固有频率和阻尼比的影响。结果表明:钢筋锈蚀对钢筋混凝土梁的固有频率和阻尼比有显著影响,钢筋混凝土梁的固有频率随着钢筋锈蚀程度的加深而呈减小趋势,阻尼比随着钢筋锈蚀程度的加深而呈增大趋势,因此阻尼比可以作为损伤指标用于混凝土结构腐蚀损伤检测。     

钢筋混凝土锈蚀损伤研究综述

钢筋锈蚀是钢筋混凝土结构耐久性降低的主要因素之一。简要说明研究钢筋混凝土锈蚀损伤的重要意义,阐述了钢筋混凝土锈蚀件损伤的研究状况。主要从混凝土中锈蚀钢筋的力学性能、钢筋锈蚀引起的混凝土损伤、锈蚀钢筋与混凝土间粘结性能和锈蚀钢筋混凝土受弯构件、受压构件的受力性能、锈蚀钢筋混凝土构件抗震性能等方面总结归纳了国内外的研究现状与成果,并分析了今后的研究方向。     

锈蚀钢筋混凝土结构地震易损性分析

钢筋锈蚀是影响钢筋混凝土结构耐久性的一个重要因素,会引起结构的自振周期延长、地震需求变化及抗震能力衰减,使得锈蚀钢筋混凝土结构的地震易损性分析不同于未锈蚀钢筋混凝土结构。以一栋按我国规范设计的RC框架结构为研究对象,分别建立了未锈蚀和锈蚀结构的非线性有限元模型并进行了模型验证。分别采用云图法和条带法计算得到了钢筋混凝土结构在未锈蚀和锈蚀两种工况下的地震易损性曲线和函数参数,对锈蚀钢筋混凝土结构地震易损性分析的特殊性及其对地震易损性分析结果的影响进行了分析。分析结果表明：不考虑钢筋锈蚀引起的结构自振周期延长会错误估计锈蚀钢筋混凝土结构的地震易损性水平。采用云图法分析锈蚀钢筋混凝土结构的地震易损性会出现锈蚀结构的极限状态失效概率低于未锈蚀结构的情况。而条带法比云图法可以更好地反映钢筋锈蚀对钢筋混凝土结构地震易损性的影响。忽略钢筋锈蚀引起的结构抗震能力衰减会低估锈蚀钢筋混凝土结构地震易损性水平,建议在锈蚀钢筋混凝土结构地震易损性分析中采用基于Pushover的极限状态定义方法。     

钢筋混凝土梁内部钢筋锈蚀程度检测研究

结合钢筋混凝土结构在工程中的广泛应用,分析了混凝土中钢筋的锈蚀机理,介绍了钢筋锈蚀的检测方法,进行了钢筋混凝土梁内部钢筋锈蚀现场测试,并对检测结果进行了分析,对于实际工程中防止钢筋锈蚀具有一定的意义。     

钢筋锈蚀对钢筋混凝土结构动力特性影响数值分析

利用有限元软件ANSYS,对发生钢筋锈蚀后的钢筋混凝土结构进行了数值模拟,探讨了在钢筋不同锈蚀程度的情况下,钢筋混凝土结构固有频率的变化情况,模拟结果表明,钢筋锈蚀对钢筋混凝土梁的固有频率有显著影响,钢筋混凝土梁的固有频率随着钢筋锈蚀程度的加深而呈减小趋势。     

Seismic fragility analysis of reinforced concrete structures considering reinforcement corrosion

钢筋锈蚀是影响钢筋混凝土结构耐久性的一个重要因素，会引起结构的自振周期延长、地震需求变化及抗震能力衰减，使得锈蚀钢筋混凝土结构的地震易损性分析不同于未锈蚀钢筋混凝土结构。以一栋按我国规范设计的RC框架结构为研究对象，分别建立了未锈蚀和锈蚀结构的非线性有限元模型并进行了模型验证。分别采用云图法和条带法计算得到了钢筋混凝土结构在未锈蚀和锈蚀两种工况下的地震易损性曲线和函数参数，对锈蚀钢筋混凝土结构地震易损性分析的特殊性及其对地震易损性分析结果的影响进行了分析。分析结果表明：不考虑钢筋锈蚀引起的结构自振周期延长会错误估计锈蚀钢筋混凝土结构的地震易损性水平。采用云图法分析锈蚀钢筋混凝土结构的地震易损性会出现锈蚀结构的极限状态失效概率低于未锈蚀结构的情况。而条带法比云图法可以更好地反映钢筋锈蚀对钢筋混凝土结构地震易损性的影响。忽略钢筋锈蚀引起的结构抗震能力衰减会低估锈蚀钢筋混凝土结构地震易损性水平，建议在锈蚀钢筋混凝土结构地震易损性分析中采用基于Pushover的极限状态定义方法。     

基于大气环境下锈蚀钢筋力学性能试验探讨

随着现代建筑工程技术的发展,钢筋混凝土构件成为了建筑工程中广泛使用的结构,对于建筑工程的耐久性和使用寿命提高做出了重要贡献。但是随着钢筋混凝土构件服役时间的增加,钢筋出现锈蚀的现象也十分普遍。本文立足于钢筋混凝土结构的锈蚀现场,对不同锈蚀程度的钢筋进行除锈处理和力学性能试验,根据试验结果,得出钢筋锈蚀的力学性能会随着锈蚀率的增加而下降,从而为找到合理方法防控钢筋混凝土的锈蚀,提高钢筋混凝土结构的耐久性和可靠性奠定了坚实的基础。     

钢筋锈蚀监测方法在混凝土中的应用及现状

经调查发现,钢筋锈蚀对钢筋混凝土的影响非常严重,是一个不可避免的混凝土耐久性问题之一。在分析钢筋锈蚀的机理的同时,了解到影响钢筋锈蚀的两个主要因素是碳化作用与氯离子侵蚀,其他的还包括混凝土质量、水灰比、环境的温湿度等。针对不同因素造成的钢筋锈蚀,阐述了现如今运用比较广泛的四种电化学技术监测钢筋锈蚀的机理以及优缺点,通过这几种方法可以及时预测钢筋的锈蚀时间或者是及时预测钢筋混凝土结构的使用寿命,为后期的防护提供有力的保障。     

混凝土钢筋腐蚀状态在线监测传感器的设计

基于电感探针技术开发了一种在不破坏钢筋混凝土结构的情况下,实时监测钢筋混凝土结构中钢筋腐蚀状态的混凝土钢筋腐蚀状态在线监测传感器。为对混凝土钢筋的腐蚀状态进行有效的在线监控,本文设计了一款钢筋腐蚀状态在线监测传感器,介绍了该传感器的设计原理和部件设计,并进行实验室模拟测试,测试结果表明：（1）研制的钢筋腐蚀状态在线监测传感器能够满足耐温80℃,承压60Mpa的应用要求;（2）钢筋腐蚀状态在线监测传感器监测结果与挂片数据相比误差百分比小于5.0%,测得的腐蚀趋势和腐蚀速率能够真实反映混凝土中钢筋的真实腐蚀状态。     

锈蚀钢筋混凝土结构承载力研究现状

从使用中的钢筋混凝土构件中锈蚀钢筋的力学性能的退化、粘结力的降低、承载力降低系数、结构可靠度以及钢筋锈蚀后的承载力计算方面,论述了锈蚀钢筋混凝土结构承载力研究的现状,分析了今后的研究趋势。     

氯盐环境下钢筋的锈蚀与防护

分析混凝土中钢筋的锈蚀机理,提出钢筋锈蚀的防护措施.钢筋锈蚀对钢筋混凝土结构的耐久性影响很大,很多建筑物都是由于钢筋锈蚀造成耐久性不足而达不到预期的使用寿命.