基于钢筋保护层厚度的水工混凝土结构耐久性的几个问题

对钢筋混凝土保护层厚度,应在满足目前规范最低厚度要求的前提下,再增加10％～20％的保护层厚度的施工误差,以弥补因施工引起的保护层不足;钢筋混凝土保护层是抑制混凝土碳化导致钢筋锈蚀的唯一屏障,而良好的养护是提高混凝土结构耐久性最为经济、有效的途径,也是控制混凝土施工早期表面裂缝的重要保证.     

混凝土碳化处理的工程措施

混凝土碳化的程度不同,部位不同,处理方法也不同。对碳化深度过大,钢筋锈蚀明显、危及结构安全的构件应拆除重建;对碳化深度较小并小于钢筋保护层厚度,碳化层比较坚硬的,可用优质涂料封闭;对碳化深度大于钢筋保护层厚度或碳化深度虽然较小但碳化层疏松剥落的,均应凿除碳化层,粉刷高强砂浆或浇筑高强混凝土;对钢筋锈蚀严重的,应在修补前除锈,并应根据锈蚀情况和结构需要加补钢筋。     

运用半电池电位法检测水工 混凝土钢筋锈蚀技术简介

一、钢筋锈蚀对水工建筑物结构的影响 水工混凝土中钢筋锈蚀是水工建筑物经常出现的现象，也是影响水工钢筋混凝土结构耐久性的一个重要原因。多年来，一些水利工程由于耐久性不良引起的工程损坏现象不断发生。在水工建筑物安全鉴定过程中，常遇到大坝、水闸、渡槽、桥梁等钢筋混凝土结构因钢筋锈蚀引起的混凝土膨胀开裂、混凝土保护层脱落的现象，使得结构承载力下降，甚至危及建筑物安全。     

考虑钢筋锈蚀的混凝土材料劣化仿真

水工混凝土工程长期处于复杂的工作环境中,在各类因素的综合影响下其钢筋材料极易出现锈蚀现象,导致钢筋混凝土材料整体力学性能劣化,是影响水工混凝土结构耐久性失效的重要原因。为此,在已有钢筋混凝土分离式模型和混凝土损伤模型的基础上,进一步考虑钢筋锈蚀对材料力学性能的影响,通过算例分析了钢筋锈蚀后的锈胀作用以及对混凝土受弯构件抗弯性能的影响,得到了锈胀作用下混凝土保护层的损伤破坏模式以及梁抗弯能力将随着锈蚀率增大而降低的客观规律,能够为后续研究水工混凝土结构处于钢筋锈蚀后的结构安全问题提供理论基础。     

混凝土构件锈蚀胀裂时的钢筋锈蚀率

本文建立了由于钢筋锈蚀导致的混凝土保护层胀裂时的钢筋混凝土构件的力学模型，应用弹性力学理论得到了混凝土保护层胀裂时的钢筋锈蚀率的解析表达式，并讨论了与混凝土保护层胀裂时的钢筋锈蚀率相关的各个影响因素，得到以下结论：随着混凝土保护层厚度和混凝土等级的增加，混凝土胀裂时的钢筋锈蚀率会增大；混凝土内钢筋直径的减小，也会导致混凝土胀裂时钢筋锈蚀率的增加；不同的钢筋锈蚀产物，有着不同的铁锈膨胀率，随着铁锈膨胀率的减小，混凝土保护层胀裂时的钢筋锈蚀率增大；而铁锈的名义弹性模量和名义泊松比对混凝土保护层胀裂时的钢筋锈蚀率影响很小。     

大田港闸混凝土结构耐久性检测与分析

为了解大田港闸老化病害的程度和原因,按照规范要求对该水闸混凝土结构进行外观质量和耐久性检测分析。结果表明,水闸混凝土结构外观破损明显,露石露砂、顺筋裂缝、钢筋锈蚀、混凝土破损剥落等现象严重;引起破坏的主要原因是混凝土施工质量较差,钢筋保护层厚度不足,钢筋保护层混凝土碳化引起钢筋锈蚀胀裂,而水流冲刷磨蚀是水闸过流结构破坏的主要形式。     

钢筋锈蚀率的概率模型及时变可靠度分析

氯离子引起的钢筋锈蚀是导致钢筋混凝土结构性能劣化的主要原因,因此有必要对钢筋锈蚀率的计算进行详细研究。考虑钢筋锈蚀过程中各影响因素的不确定性,将钢筋初锈时间和保护层开裂时间作为随机变量,首先分3种情况建立钢筋锈蚀率的计算模型;然后通过Monte Carlo模拟对锈蚀率进行概率分析,确定锈蚀率的概率分布类型和统计参数,最后根据收集的试验数据建立钢筋混凝土受弯构件剩余承载力与钢筋锈蚀率的关系,对受腐钢筋混凝土受弯构件进行时变可靠度分析。研究表明:钢筋锈蚀率服从正态-正态双峰分布;暴露时间越长,钢筋未锈蚀和混凝土保护层未开裂的概率越小;构件可靠度随时间的增加明显降低。     

不同保护层厚度下微锈蚀钢筋混凝土粘结性能梁式试验研究

采用稳压恒流电源对钢筋进行加速锈蚀,通过法拉第定律控制锈蚀量,对微锈蚀钢筋混凝土梁式试件进行粘结性能试验研究,并依据试验结果开展理论分析。试验测量了试件角部的钢筋和底边中部的钢筋在不同保护层厚度下的钢筋各点的应变,由测得应变,通过微段平衡求解出各测点的粘结应力。根据各测点的粘结应力拟合出粘结应力沿整个锚固长度的变化曲线。并结合试件自由端的荷载－滑移曲线分析保护层厚度、钢筋位置、锈蚀程度对试件粘结性能的影响。试验结果表明,钢筋的轻微锈蚀提高了试件的极限粘结强度,但使粘结应力沿锚固长度的分布更不均匀,降低了锚固长度的利用率;另外,位于梁底中部钢筋的粘结强度要高于位于梁底角部钢筋,同时,保护层厚度的增加有利于粘结强度的提高。     

基于断裂力学的钢筋混凝土保护层锈胀开裂模型

本文基于钢筋均匀锈蚀时混凝土的开裂试验现象建立了混凝土保护层开裂的计算模型,考虑了混凝土和钢筋的实际变形情况以及混凝土界面中的原始裂纹与缺陷,裂纹在钢筋锈蚀膨胀作用下的起裂、扩展情况,利用断裂力学和弹性力学得到了混凝土保护层开裂时钢筋的膨胀力和均匀锈蚀率的理论预测模型.分析了影响钢筋锈胀开裂的诸多因素,认为混凝土保护层厚度的增加、混凝土材料界面相的加强、混凝土断裂韧度的提高和钢筋直径的变小都有利于钢筋混凝土结构耐久性的提升.理论模型计算结果与试验数据的对比表明,本文模型可用于混凝土亮中钢筋锈蚀胀裂的预测.     

沣裕口渡槽工程维修与保护新工艺应用

根据检测结果,针对渡槽结构混凝土存在钢筋锈蚀、混凝土开裂、冻融破坏、碳化等一系列病害问题,结合渡槽运行的实际情况,提出了以增加钢筋保护层厚度、防止混凝土继续碳化,给结构提供一个新的碱基保护,并对局部区域进行加固的综合性治理方案.     

南水北调渡槽侧壁温度场计算及保温材料应用分析

南水北调中线工程大型渡槽槽身混凝土温度变幅较大，温度应力的影响显著，设计中考虑在混凝土外侧增设保温板以使混凝土温度变幅降低。通过对渡槽设置保温板前后的的混凝土内温度场进行了数值计算，结果表明，加设聚苯保温板后混凝土表面温度基本保持不变，降低了结构的温度应力，有利结构安全。     

腐蚀介质下粉煤灰混凝土宏微观性能的时变损伤

以2 mol/L NH₄Cl溶液为腐蚀介质,研究全浸泡条件下粉煤灰混凝土的耐蚀性能。溶蚀前,对粉煤灰混凝土进行气孔结构测试分析,研究溶蚀后的抗压强度损失以及溶蚀深度的变化幅度及变化规律,并采用核磁共振、场发射扫描电镜从机理上探讨不同粉煤灰掺量(0%、15%、30%、45%)混凝土溶蚀后的组织结构和孔隙的分布情况。研究表明:粉煤灰可细化混凝土内部孔隙,降低孔隙连通性并改善孔径分布,有效提高服役于水环境中混凝土的结构安全性和耐蚀性能。相对于普通混凝土溶蚀区域,粉煤灰混凝土溶蚀区域的内部生成了钙矾石晶体,说明钙矾石的生成可减轻溶蚀损伤。     

Simulation algorithm for spiral case structure in hydropower station

In this study, the damage-plasticity model for concrete that was verified by the model experiment was used to calculate the damage to a spiral case structure based on the damage mechanics theory. The concrete structure surrounding the spiral case was simulated with a three-dimensional finite element model. Then, the distribution and evolution of the structural damage were studied. Based on investigation of the change of gap openings between the steel liner and concrete structure, the impact of the non-uniform variation of gaps on the load-bearing ratio between the steel liner and concrete structure was analyzed. The comparison of calculated results of the simplified and simulation algorithms shows that the simulation algorithm is a feasible option for the calculation of spiral case structures. In addition, the shell-spring model was introduced for optimization analysis, and the results were reasonable.     

钢筋混凝土岔管选形研究

通过对钢筋混凝土岔管结构的计算分析,给出了岔管分岔部位的应力分布特征,并分析了分岔角度改变对岔管应力分布的影响,这为钢筋混凝土岔管结构的选形提供了一定的理论依据。     

神塘河泵站工程大体积混凝土施工温控措施

大体积混凝土由于受水化热影响,容易因里表温差较大产生有害的温度裂缝,从而降低结构的使用寿命。在大体积混凝土施工中,应做好温度监测,并采取措施防止裂缝的发生。本文以无为市神塘河泵站工程泵室底板大体积混凝土施工为例,介绍了大体积混凝土配合比优选、骨料预冷、预埋水管通水冷却、后期养护等温度控制的具体技术措施,通过后期拆模检查,混凝土外观质量良好,未发现混凝土表面出现明显裂纹,证明温控措施切实可行。可为类似工程大体 积混凝土施工温控提供参考。     

大掺量矿渣微粉提高混凝土抗氯离子渗透性的研究

本文首先对矿渣微粉提高混凝土抗氯离子渗透性的物理化学机理进行了分析，采用ASTMC1202导电量法与显色法相结合，对大掺量磨细矿粉混凝土内氯离子的渗透特性进行了试验研究，发现磨细矿粉是混凝土水化密实和固化氯离子的物质基础。研究表明，大掺量磨细矿粉混凝土内氯离子渗透性比普通混凝土大约低5倍，能有效遏止氯离子对钢筋的电化学腐蚀，可以成倍地延缓钢筋锈蚀的时间，从而有效抗海水腐蚀。     

振弦式沉降仪在双沟水电站混凝土面板堆石坝中的应用

介绍了振弦式沉降仪的工作原理和结构,并根据双沟水电站混凝土面板堆石坝振弦式沉降仪监测数据,分析了坝体沉降规律。针对测值中出现的周期性变化进行了探讨,分析其主要原因与水管内水温的变化有关。最后总结了振弦式沉降仪在混凝土面板堆石坝中应用时应注意的问题。     

水工混凝土结构腐蚀检测与评估方法

水工混凝土结构在环境侵蚀、材料老化和物理力学性能的改变、突发事变过载等因素的综合作用将不可避免地导致结构损伤的不断演化,直接影响其工作性态,并致使结构的强度、稳定性和耐久性等重要安全性能指标下降,抵抗自然灾害的能力降低,影响其正常工作的能力,甚至发生结构性破坏.因此,在设计确定的环境作用、实际运行的条件和规定的维修使用条件下,对现存水工混凝土结构的腐蚀状况进行检测、分析和评估诊断,合理评价水工混凝土结构在合理使用年限内的适用性和结构安全性,分析水工混凝土结构腐蚀后的剩余使用年限,显得尤为重要.本文论述了水工混凝土结构腐蚀检测的基本程序和要求、检测依据和内容、腐蚀评估方法和剩余使用寿命评价方法,为水工混凝土腐蚀结构检测和评估提供参考和依据.     

基于超声波透射法的碾压混凝土凝结过程监测研究

碾压混凝土大坝的坝体结构具有成层性的结构特点,因此合理确定新拌碾压混凝土的凝结状态对于大坝施工质量的控制具有重要意义。应用超声波透射法可以实现对于水泥材料凝结过程的连续监测,可以更加科学地分析材料的凝结状态。本文对新拌碾压混凝土的凝结过程开展超声波透射试验研究,设计利用超声波透射法研究新拌碾压混凝土凝结过程的监测系统,改进了超声波透射法试验装置,使之更加适合碾压混凝土材料的试验; 利用小波阈值降噪方法对试验接收到的超声波信号进行了降噪处理,选取适合试验信号的小波基和阈值计算方法,提高了超声波参数提取的准确性; 分析新拌碾压混凝土中超声波波速的发展规律,提出根据波速以及波速变化率曲线特征点确定碾压混凝土凝结时间的方法; 对不同粉煤灰含量的碾压混凝土试验结果表明,超声波波速对粉煤灰掺量的变化非常敏感,高粉煤灰掺量的拌和物中超声波波速值低于低粉煤灰掺量的对应值; 对超声波频谱演化规律进行分析,总结碾压混凝土凝结过程中各阶段的频谱特征,提出了基于超声波频谱分析的碾压混凝土凝结状态的快速判断方法。     

乐滩水电站混凝土施工质量控制

乐滩水电站主体多为混凝土结构,参建各方认真进行混凝土原材料设计及质量控制：经优化配合比同级配混凝土单方胶材总量小于三峡工程;实施中根据原材料变化适时调整配合比,并严格混凝土生产工艺控制,注重模板设计及控制制安质量,使用高性能混凝土。使得常态混凝土全面达到设计及规范要求,生产管理水平良好;RCC钻芯取样各项性能达到或超过设计标准;外观质量达到同行业优良水平。