酸性环境下结构受弯构件的加速腐蚀试验

酸性环境对钢筋混凝土结构具有较强的腐蚀作用,长期作用下,结构的安全性将由于结构的腐蚀损伤而降低。针对酸性环境下钢筋砼受弯构件进行了整体加速腐蚀试验研究,验证了已有钢筋混凝土结构的基本腐蚀理论,分析了不同类型、不同浓度酸性介质对结构的腐蚀作用及结构的基本腐蚀损伤过程,确立了结构中钢筋腐蚀电流密度随结构服役时间的变化性,为建立结构的腐蚀速率模型提供了基本的数据,并为进一步分析受腐蚀结构的耐久性提供依据。     

钢筋与混凝土耦合腐蚀RC梁性能研究

在混凝土结构耐久性的诸多影响因素中,钢筋与混凝土的耦合腐蚀已成为引起混凝土结构过早破坏的一个主要因素。基于不同腐蚀损伤水平条件下的14根简支钢筋混凝土梁抗弯试件的试验结果,分析了混凝土与钢筋耦合腐蚀损伤后梁的基本性能。同时,研究了耦合腐蚀对钢筋混凝土梁承载性能的影响,提出了耦合损伤条件下,钢筋混凝土梁抗弯承载力的一般评价方法,为指导此类构件承载性能评价及后续加固设计提供技术参考。     

受腐蚀钢筋混凝土框架结构腐蚀损伤的多级模糊综合评判

基于受腐蚀钢筋混凝土结构的腐蚀机理,依据相关规范的技术标准,结合受腐蚀结构的半电池电位法、混凝土电阻率法、极化电阻法等化学方法的实际检测结果,采用多级模糊综合评判的方法,在框架结构体系各影响因素子集模糊分析的基础上,给出了受腐蚀钢筋混凝土框架结构腐蚀损伤的评判方法,为进一步对受腐蚀钢筋混凝土框架结构的腐蚀可靠性的评估奠定了基础     

钢筋混凝土结构加速腐蚀研究

为了较好地解决钢筋混凝土结构加速腐蚀实验条件与自然腐蚀条件的时间相关性问题,分析了加速混凝土碳化和加速钢筋锈蚀的试验手段,探讨了在一定的当量环境谱作用下,用绝缘电阻法、腐蚀电流法和损伤变量法加速腐蚀钢筋混凝土的可行性。     

环境作用谱应用于混凝土耐久性的研究

环境作用谱在混凝土耐久性研究领域的应用尚不多见.环境作用谱应用于混凝土耐久性上,已取得了部分研究成果,在此基础上,分析其存在的缺陷.提出了在一定的环境作用谱作用下,采用绝缘电阻法、腐蚀电流法和损伤变量法,研究钢筋混凝土结构腐蚀当量加速关系的建议.明确了环境作用谱理论,在加速腐蚀方面的应用方向.为混凝土耐久性研究提供新的理论方法.     

基于模糊理论的高桥墩腐蚀损伤综合评价

针对腐蚀环境作用下钢筋混凝土高桥墩工作性能的损伤状况,建立了一个系统的、能够反映钢筋混凝土高桥墩腐蚀损伤状况的评价体系,并在层次分析法(AHP)分析各个指标因素权重的基础上,建立钢筋混凝土高桥墩腐蚀损伤状况的模糊综合评价模型。借助于腐蚀环境下一在役高桥墩的现场试验数据,基于该模糊综合评价模型,对该在役高桥墩的工作性能进行模糊综合评价,计算得到该在役高桥墩腐蚀损伤状况的总体评价质量为轻微损伤。     

基础混凝土构件腐蚀损伤研究

基于部分地下水和场地土环境（岩土环境）下基础钢筋混凝土构件的检测数据,分析了在役基础混凝土结构的腐蚀损伤特征,以及抗压耐腐蚀系数与碳化深度随其服役时间的变化特征。结果表明：岩土环境对基础混凝土结构的腐蚀损伤作用是普遍存在的,且腐蚀损伤进程与岩土环境的类型、介质因素密切相关;大多数基础混凝土的抗压耐腐蚀系数随其服役时间的增长而减小,碳化深度随其服役时间的增长而增大。     

经环氧涂层和镀锌处理后钢筋混凝土梁力学性能分析

实际工程中桥梁长期受环境腐蚀和往复荷载的作用,导致承载力降低。为提高桥梁耐腐蚀和抗疲劳性能,采用环氧树脂涂层和热浸镀锌两种方式处理钢筋,并对腐蚀后的试验梁进行了静载试验和疲劳试验。试验结果表明:腐蚀作用下,经两种方式处理的钢筋混凝土梁的静载承载力较未腐蚀原型梁有不同程度的提升。在疲劳荷载和钢筋锈蚀的双重作用下,环氧树脂涂层钢筋试验梁具有良好的抗疲劳性能,根据理论分析和试验结果,对截面刚度进行修正,研究结果可为混凝土结构的耐久性评估提供参考。     

地铁钢筋混凝土疲劳损伤超声波测试

目的 研究杂散电流、氯盐及其共存环境下钢筋混凝土的疲劳损伤演变规律.方法 将钢筋混凝土试件置入不同质量浓度的NaC1溶液中,进行4点弯曲疲劳试验的同时,施加不同强度的杂散电流.试件损伤破坏过程中,用超声波实时监测试件的声速变化.结果 超声波法可有效跟踪腐蚀环境条件下钢筋混凝土的疲劳损伤发展.钢筋混凝土在杂散电流、氯盐及其共存环境下的疲劳损伤发展,与在一般大气环境下的疲劳损伤发展类似,可分为缓慢累积和快速累积2个阶段,但损伤发展速率不同.杂散电流强度越大,氯盐质量浓度越大,试件疲劳损伤发展越快.结论 杂散电流和氯盐对地铁钢筋混凝土的疲劳损伤发展存在很大影响,建立了杂散电流和氯离子共存下钢筋混凝土的疲劳损伤演化方程,可为研究地铁钢筋混凝土的损伤劣化机理分析提供试验和理论基础.     

酸性环境下砂岩腐蚀的渗流特性

为拓展酸性介质与砂岩之间的细观特性研究,基于数字岩心模型和格子Boltzmann方程,开展砂岩受酸腐蚀过程的加速模拟试验,分析不同酸性环境下受酸腐蚀砂岩的渗流特性。通过CT扫描设备探究受酸腐蚀砂岩内部矿物组成的结构变化;利用Image J和Avizo可视化图像处理软件建立了受酸腐蚀砂岩的数字岩心,结合格子Boltzmann方程构建出砂岩受酸腐蚀过程中的渗流模型,分析砂岩受酸腐蚀过程中内部孔隙结构和渗流特性的变化规律。研究结果表明：CT扫描试验可展示砂岩内部的矿物组成及孔隙分布,反映酸性溶液对砂岩的腐蚀程度;渗透深度随孔隙率的增大而增大,变化速率先快后慢,最后趋于稳定,说明基于Boltzmann方程构建的渗流模型对模拟砂岩受酸腐蚀过程具有较好的适用性。     

锈蚀钢筋混凝土压弯构件的恢复力模型

混凝土压弯构件是混凝土结构中重要的受力构件，研究锈蚀钢筋对混凝土构件恢复力性能的影响，是研究服役混凝土结构抗震性能的重要内容．以退化三线形(D—TRI)模型为基础，通过对锈蚀混凝土压弯构件在低周反复加载下试验数据的统计分析，提出了确定锈蚀钢筋混凝土压弯构件恢复力模型中关键点的方法，分析了锈蚀构件的主筋锈蚀率与屈服剪力和屈服位移、极限剪力和极限位移、破坏剪力和破坏位移同完好构件各相应值之间的对应关系，初步建立了锈蚀钢筋混凝土压弯构件的恢复力模型的计算公式，给出了模型参数与钢筋锈蚀量的计算关系，为服役混凝土结构的地震反应分析与抗震可靠性评估奠定基础．     

Corrosion damage evolution and residual strength of corroded aluminum alloys

The LY12CZ aluminum alloy specimens were corroded under the conditions of different test temperatures and exposure durations. After corrosion exposure, fatigue tests were performed. Scanning electron microscopy and optical microscope analyses on corrosion damage were carried out. The definition of surface corrosion damage ratio was provided to describe the extent of surface corrosion damage. On the basis of the measured data sets of the corrosion damage ratio, the probabilistic model of corrosion damage evolution was built. The corrosion damage decreased the fatigue life by a factor of about 1.25 to 2.38 and the prediction method of residual strength of the corroded structure was presented.     

锈蚀钢筋力学性能数字试验研究

锈蚀钢筋拉伸试验发现，钢筋表面的蚀坑是钢筋强度降低的主要影响因素之一.采用有限元法对多根不同锈蚀缺损状态的钢筋进行数字化模拟试验，试验表明，钢筋锈蚀程度不同，其力学性能的变化也不同，并将该数字化模拟试验结果同实际钢筋拉伸试验进行对比研究.分析得到锈蚀钢筋极限强度的计算模型.结果表明：有限单元法模拟试验计算结果与实际钢筋拉伸试验结果基本符合；钢筋表面的缺损形态与重量损失率是影响锈蚀钢筋强度性能的两个关键因素；对数字试验计算结果进一步分析，可知单侧均匀锈蚀的钢筋，其抗拉极限强度主要与锈蚀钢筋的重量损失率有关；表面带明显蚀坑的锈蚀钢筋，其极限抗拉强度主要与钢筋表面蚀坑的深度、长度以及钢筋重量损失率有关.     

人工气候环境下锈蚀混凝土梁的结构性能退化研究

在影响钢筋混凝土耐久性的众多因素中，钢筋腐蚀引起的混凝土结构过早破坏，已成为其中的一个主要原因．采用加速试验方法能在较短的时间内推测其几十年的性能．通过采用人工气候环境加速锈蚀方法，研究了锈蚀钢筋混凝土梁的承栽力、延性及其结构性能退化机理．结果表明钢筋锈蚀特征与恒电流加速锈蚀情况存在很大不同，随着锈蚀率的增大，锈蚀钢筋混凝土梁的承栽力和延性降低，裂缝分布越来越稀疏且分布趋于不均匀，但大部分构件的破坏形态仍为正截面破坏，而对应的锈蚀裂缝宽度为0．8mm的恒电流加速锈蚀梁却发生了黏结撕裂破坏．     

国内外耐候钢腐蚀疲劳试验技术发展

为了解耐候钢在腐蚀作用下的疲劳性能,并更好地用于桥梁建设,腐蚀疲劳试验是有效的研究途径.首先,介绍了环境腐蚀等级分类、均匀腐蚀和坑蚀,简述了腐蚀作用对钢材及其疲劳性能的影响.随后,回顾了3种疲劳试验的种类,总结和分析了国内外腐蚀作用对疲劳性能影响的试验研究结果.在此基础上,归纳了腐蚀疲劳试验包含的内容:试件设计、腐蚀试验和疲劳试验,研究了耐候钢腐蚀疲劳试验.最后,进行了20个加速腐蚀后HPS 485W和Q345CNH钢的疲劳试验,并与自然腐蚀后的耐候钢进行对比分析.结果表明:腐蚀环境能对钢材的腐蚀作用产生很大影响,坑蚀作用是导致疲劳裂纹萌生的重要因素;虽然有多种钢材的腐蚀疲劳试验方法,但需要有顺序有层次合理地展开相关试验研究;试件的设计应该在规范的基础上进行优化,并考虑疲劳过程中试件的能量耗散;在加速腐蚀试验需要合理控制环境条件,保证预期的试验结果;盐雾干/湿交替腐蚀后耐候钢的疲劳强度大幅降低,并且数据离散性更小.在自然腐蚀试验和加速腐蚀试验结合的基础上,逐步实现从腐蚀后疲劳试验到腐蚀-疲劳试验和从小试件到结构件的发展.     

7A52铝合金电化学局部腐蚀行为

为进一步研究7A52铝合金的耐蚀性能和应力腐蚀敏感性,运用电化学方法研究了7A52铝合金在3.5%NaCl溶液中的局部腐蚀行为.用光学显微镜、扫描电子显微镜观察了腐蚀形貌.试验结果表明,Mg₂Si首先发生阳极溶解,一些尺寸较小的Mg₂Si被完全腐蚀,产生自身的点蚀坑.然后Mg₂Si的电位正移与周围基体形成新的腐蚀电偶,其边缘基体作为阳极被腐蚀.被腐蚀的基体形成空穴,Al3+在空穴中聚集并水解,空穴中产生酸性环境.被空穴包围的Mg₂Si脱离基体,形成更大的点蚀坑.AlMnFe在整个试验中并未发生腐蚀.     

腐蚀对复合绝缘子芯棒力学性能的影响

为探究腐蚀条件下复合绝缘子芯棒的力学性能,以FXBW4-110/100型绝缘子为研究对象,在自制绝缘子扭振模拟试验机上,对不同腐蚀条件下的复合绝缘子进行了整体疲劳试验。应用三维形貌仪和扫描电镜对试样断口表面形貌进行宏观与微观分析,结合表面分析技术,研究不同腐蚀试验条件下绝缘子芯棒断裂与其摆动力、扭转力和拉伸力之间的关系。结果表明,当污染液体为中性和碱性腐蚀溶液时,对复合绝缘子芯棒力学性能影响不大,当污染液体为酸性溶液时,对复合绝缘子芯棒的腐蚀作用明显,芯棒内部树脂玻璃纤维受到强酸腐蚀时,试样呈平起光亮的结晶状,表层在位错断裂下形成扩展裂纹,绝缘子芯棒切片断面易发生疲劳断裂;绝缘子被酸性盐雾腐蚀不同时间后,酸液渗入芯棒表面与护套粘接处,对芯棒表面或内部的树脂玻璃纤维界面产生腐蚀,当疲劳断裂发生后,其断口表面由光亮平整向灰暗凹凸不平变化,裂纹由河流花样状向贝纹线状变化,形貌由台阶状向纤维散状变化,表面形貌分布的均方根高度和最大凹陷高度也随之减小;随着腐蚀试验时间的增加,芯棒的抗摆动力能力下降,进而降低了绝缘子整体机械力学性能,导致芯棒断裂时间变短,断口分形维数变大,断口表面形貌更为复杂。     

Stress-strain model of corroded concrete under uniaxial compressive loading

The prism specimens of corroded concrete were subjected to uniaxial compressive load to develop the stress-strain model. Compared to the un-corroded concrete, the mechanical properties of corroded concrete, such as peak strength, Young’s modulus, and residual deformation, et al are degraded. The concrete, which were subjected to the aggressive media in the environment, were resulted in randomly distributed pre-loading flaws and defects. The propagation of these corrosion flaws during the procedure of loading was the main reason of degradation of corroded concrete properties. By the application of the statistic theory of continuum damage, the compressive stress-strain curve of corroded concrete was simulated. The initial damage factor was introduced to represent the corrosive effects of different media. The present damage constitutive model agreed well with the test results.