氯盐环境下混凝土中锈蚀钢筋力学性能研究

基于试验、仿真及理论分析,探讨了氯盐环境下混凝土中锈蚀钢筋力学性能的退化规律及其影响机理。采用干湿循环法对钢筋混凝土试件进行了长达两年的锈蚀试验,对214根锈蚀钢筋进行机械拉伸试验。结果表明:当锈蚀程度较轻时,钢筋名义强度随锈蚀率增加呈线性下降;当锈蚀率较大时,钢筋名义、等效强度及延性均随其增加而下降;钢筋力与变形关系曲线中的屈服平台随锈蚀不均匀性增大逐渐缩短甚至消失;钢筋断裂形态与局部锈蚀特征相关,可分为三种类型;同等条件下细直径钢筋的力学性能对锈蚀更敏感。就试验现象进行理论和仿真分析表明:钢筋的实际抗拉强度在锈蚀前后并不降低;名义强度的降低,主要是由于锈损引起钢筋横截面积减小导致抗力减小而造成的;锈蚀引起的截面积减小、缺口效应及附加偏心作用是导致钢筋伸长率减小的主要原因;附加弯矩作用是导致钢筋力与变形关系曲线中屈服平台缩短、消失的主要原因。     

锈蚀钢筋混凝土板刚度退化的试验研究

通过试验研究了锈蚀钢筋混凝土板在重复荷载作用下的刚度退化规律。首先,施加恒定电流快速锈蚀钢筋混凝土板;再对未经锈蚀和不同锈蚀程度的板试件进行重复加载试验,测得板荷载-位移曲线;最后,基于试验结果,详细讨论了重复荷载作用下板试件刚度退化规律及影响刚度退化的主要因素。     

碳纤维布约束下锈蚀钢筋混凝土柱受压性能试验研究

通过对10组圆柱体钢筋混凝土试件进行了轴心受压试验研究,研究了钢筋锈蚀后不同质量损失率和碳纤维布约束对混凝土柱抗压性能的影响。试验结果表明：对于未采用碳纤维布约束的试件,随着钢筋质量损失率的增加,钢筋混凝土柱抗压强度明显减小,试件破坏状态为混凝土劈裂;碳纤维布加固后的试件,相对于未加固试件碳纤维布约束显著提高钢筋混凝土柱的抗压强度和延性,试件破坏状态为碳纤维布断裂;随着钢筋质量损失率的增加,碳纤维布的加固效果越显著。     

负载锈蚀钢筋混凝土梁变形 性能试验研究

通过对不同负荷条件下锈蚀梁的承载力试验,探讨了持荷大小与试件内钢筋锈蚀程度间的关系,分析了钢筋锈蚀率大小对混凝土梁变形性能的影响规律。研究结果表明：负载作用对钢筋锈蚀有促进作用;混凝土强度的后期增长能有效地弥补锈蚀对梁变形造成的不利影响;混凝土强度相近时,随钢筋锈蚀程度增加,锈蚀梁跨中挠度增大,挠度计算时应考虑粘结性能退化引起的抗弯刚度降低的影响。     

水灰比对水工混凝土中钢筋锈蚀的影响

通过电化学试验方法,探讨了非开裂状态下混凝土水灰比对混凝土中钢筋锈蚀的影响规律,以研究钢筋锈蚀破坏引起的水工混凝土结构失稳破坏.研究表明,降低水灰比,可以延长钢筋开始锈蚀的时间;进入稳定锈蚀阶段后,水灰比越小,稳定腐蚀电流密度就越小,水灰比与稳定腐蚀电流密度存在一定的函数关系,且数据相关性良好;降低水灰比能有效改善混凝土.钢筋界面区的微观结构,降低了界面区的氧气含量,同时也减少了界面区的毛细孔水及层间水含量,氧气和水含量的减少降低了钢筋锈蚀速率.     

氯盐环境下混凝土中锈蚀钢筋力学性能研究

基于试验、仿真及理论分析探讨了氯盐环境下混凝土中锈蚀钢筋的力学性能退化规律及其影响机理。通过对取自历时两年干湿循环混凝土试件中的214根锈蚀钢筋进行拉伸试验表明：当锈蚀率较小时，钢筋名义强度随之增加近乎线性下降；当锈蚀率较大时，钢筋名义、等效强度及延性均随之增加而下降；钢筋的屈服平台随锈蚀不均匀性增大逐渐缩短甚至消失；钢筋断裂形态随局部锈蚀特征变化；同等条件下细直径钢筋力学性能对锈蚀更敏感。就试验现象进行理论和仿真分析表明：钢筋的实际抗拉强度在锈蚀前后并无显著变化；钢筋名义强度的降低，主要是由于锈损引起横截面积减小导致抗力减小而造成的；锈蚀引起的钢筋面积减小、缺口效应及附加偏心作用是导致其伸长率减小的主要原因；附加弯矩作用是钢筋力与变形关系曲线中屈服平台缩短、消失的主要原因。     

水灰比对水工混凝土中钢筋锈蚀的影响

本文通过电化学试验方法，探讨了非开裂状态下混凝土的水灰比对混凝土中钢筋锈蚀的影响规律，以研究钢筋锈蚀破坏引起的水工混凝土结构失稳破坏。研究表明，降低水灰比，可以延长钢筋开始锈蚀的时间；进入稳定锈蚀阶段后，水灰比越小，稳定腐蚀电流密度就越小，水灰比与稳定腐蚀电流密度存在一定的函数关系，且数据相关性良好。进一步研究表明，降低水灰比能有效改善混凝土-钢筋界面区的微观结构，降低了界面区的氧气含量，同时也减少了界面区的毛细孔水及层间水含量，氧气和水含量的减少降低了钢筋锈蚀速率。因此，非开裂状态下的混凝土，降低其水灰比能有效延缓混凝土中钢筋的锈蚀。     

锈蚀钢筋混凝土方桩水平承载性能退化规律

为研究锈蚀钢筋混凝土方桩的水平承载性能的退化规律,根据Fick第二定律,建立氯离子在钢筋混凝土方桩中的扩散模型,并根据初始和边界条件,求得扩散方程的解析解。依据厚壁圆筒模型,推导了钢筋混凝土方桩保护层锈胀开裂时的钢筋临界锈蚀深度。基于Faraday定律,对钢筋混凝土方桩钢筋的锈蚀深度和保护层锈胀开裂时间进行预测。在此基础上,通过引入钢筋混凝土方桩桩身抗弯刚度退化系数,进而对海洋环境下锈蚀钢筋混凝土方桩的水平承载性能进行分析。结果表明:海洋环境下由于氯离子的扩散引起的钢筋锈蚀对于钢筋混凝土方桩的水平承载性能有显著影响;随着暴露时间的增加和暴露条件的恶劣,桩身抗弯刚度明显退化,桩身负剪力、桩身水平位移和桩身弯矩的最大值逐渐增大;荷载条件相同情况下,与桩身剪力以及弯矩相比较,暴露时间对于桩身的水平位移所起到的作用更为明显。研究成果可为海洋环境下钢筋混凝土桩基础的设计提供参考。     

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。     

SPC聚合物水泥砂浆在三盛公水利枢纽的应用研究

钢筋锈蚀是影响钢筋混凝土结构耐久性的主要因素之一,为避免钢筋产生锈蚀的碱性条件,文章通过对内蒙古三盛公水利枢纽工程进行工程护面处理,利用SPC聚合物水泥砂浆做护面材料,分析其在我国北方高寒地区的应用。     

受腐蚀钢筋混凝土梁截面延性研究

研究了受腐蚀钢筋混凝土梁的延性特性，分析了受腐蚀梁截面曲率延性系数随钢筋锈蚀率及混凝土劣化系数的演变规律，推导了钢筋与混凝土间粘结退化时受腐蚀梁截面曲率延性计算模型。研究表明，拉压区钢筋在锈蚀初期将导致受腐蚀梁截面曲率延性的提高，但随着钢筋锈蚀率的提高，钢筋与混凝土粘结性能逐渐退化，截面曲率延性系数逐渐降低；混凝土力学性能的劣化作为影响受腐蚀构件延性特性另一主要因素，在受腐蚀钢筋混凝土构件的受力研究中不容忽略。为受腐蚀钢筋混凝土构件受力研究及可靠度评价提供了理论依据。     

钢筋混凝土建筑物老化修补与补强试验研究

目前,因钢筋混凝土耐久性下降导致建筑物结构失效而造成的经济损失和社会影响正呈逐年上升趋势,因此钢筋混凝土结构的耐久性已成为各国工程界普遍关注的焦点之一。为此,笔者开展了多项创新试验和研究工作,主要有：①研制出一种具有环保功能的混凝土防碳化涂料——回收聚苯乙烯树脂;②通过锈胀试验、拉拔试验、摩擦试验等,就锈蚀对机构安全性的危害性防治及对粘结力的影响力进行了研究分析;③在对结构中钢筋锈蚀进行检测时,检测保护层中的铁离子不失为一种可行且有效的检测法;④在构件承载力丧失后的加固处理方面,使用钢板和环氧树脂板使承载力提高幅度更大,外贴玻璃纤维可使应力分布更趋均匀。     

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.     

玻璃钢筋混凝土的有限元计算与试验分析

钢筋混凝土广泛应用于土木工程领域,但其结构耐久性因钢筋本身的锈蚀成为现今亟待解决的问题。人们一直在寻找对钢筋混凝土进行改良的途径,用玻璃钢筋代替普通钢筋是解决这一问题的一个有效的方法,为此我们对这一课题进行了试验和ANSYS有限元分析。     

在役钢筋混凝土双筋截面梁承载力研究

钢筋混凝土梁中钢筋锈蚀易造成结构性能退化进而影响到结构的承载力,箍筋和受压(拉)区纵向钢筋锈蚀,都可能导致受弯构件破坏形态的改变,随着钢筋锈蚀的发展,构件抗弯与抗剪承载能力明显减小.对引起锈蚀梁承载力退化的因素及机理进行了分析,综合考虑钢筋锈蚀程度和截面配筋指标的影响,提出了概念明确、适用性广的锈蚀钢筋混凝土梁承载力计算方法.     

锈蚀对钢筋混凝土冲击回波特性的影响试验研究

通过室内试验,采用弹性波检测的方法研究锈蚀对钢筋混凝土冲击回波的影响规律,以此来确定冲击弹性波波速、加速度频谱与锈蚀程度的关系,建立了锈蚀时间与加速度频谱面积的关系曲线。试验结论表明,在尺寸为100 mm×100 mm×400 mm的钢筋混凝土试件中,弹性波波速随着锈蚀时间的增长而减小,当锈蚀时间在96 h时,波速平均下降31%;加速度频谱面积随着锈蚀时间的增长而减小,当锈蚀时间在96 h时,频谱面积平均下降57%;在尺寸为100 mm×200 mm×1850 mm的钢筋混凝土试件中,弹性波波速随着锈蚀时间的增长而减小,在锈蚀时间在72 h时,波速平均下降8%以上;加速度频谱面积平均下降74%。通过理论分析解释了上述试验现象,并提出了一种采用冲击回波特性来测量钢筋锈蚀的新方法,为土木水利工程混凝土无损检测提供参考。     

水工混凝土中如何预防钢筋锈蚀及其检测技术

在水利施工过程中,混凝土中钢筋锈蚀影响钢筋混凝土结构耐久性,文章阐述了怎样预防锈蚀并对水工混凝土中钢筋锈蚀进行检测的原理、方法。     

港工钢筋混凝土耐久性现场暴露十年试验

本文通过对湛江、上海、天津钢筋混凝土观测站现场暴露试验十年观测资料的分析说明,海港码头的钢筋锈蚀破坏主要发生在从平均高潮位开始、向上延伸至1.5米的区间内。潮差段及水下部分钢筋不锈或者锈蚀很轻微。本文还对一些影响钢筋混凝土耐久性的因素,如水泥品种,水灰比,保护层厚度,采用海砂、海水拌合,海水养护,采用低合金钢、缓蚀剂——亚硝酸钠以及造成钢筋锈蚀的氯离子含量临界值等问题,进行了探讨。本文将为新建钢筋混凝土码头的耐久性提供技术要求,并为今后修改现行港工技术规范的有关部分提供科学依据。     

如何提高钢筋混凝土结构的耐久性

通过对钢筋锈蚀机理的分析，说明了影响钢筋混凝土结构构件耐久性的主要因素，介绍了提高钢筋混凝土结构耐久性的具体办法。     

南通九圩港闸混凝土碳化性能与耐久性评估

1缘由 钢筋混凝土结构在自然环境、使用环境和材料内部因素的作用下,随着服役时间的增加,结构性能会逐步退化,从而使承载能力下降,影响结构安全和正常使用功能,缩短结构的使用寿命,这些都属于混凝土结构的耐久性问题。其中,钢筋锈蚀是造成混凝土结构耐久性损失的最主要因素,而在一般大气环境中,