海洋环境下混凝土中钢筋的防腐蚀设计

海洋环境下钢筋的锈蚀是影响混凝土结构耐久性的重要原因。通过简单分析海洋环境混凝土中钢筋锈蚀机理，提出了采用钢筋阻锈剂、环氧树脂涂层钢筋、热浸镀锌钢筋、不锈钢钢筋、纤维塑料筋，外加电流阴极保护法和牺牲阳极保护法等钢筋的防腐蚀方法。并综合分析比较了这些方法的工程适用性。     

环氧树脂涂层钢筋的试验及应用研究

随着我国经济建设的发展,工程结构的安全性和耐久性问题成为人们关注的热点,环氧树脂涂层钢筋作为新型防腐钢筋能够有效克服钢筋在混凝土中受化学物质侵蚀而产生锈蚀的问题,被广泛用于建筑工程中。环氧树脂涂层钢筋的绑扎搭接长度和其与混凝土的粘结强度对工程结构的安全性和耐久性至关重要。本文对环氧树脂涂层钢筋和无涂层钢筋的绑扎搭接长度和其与混凝土的粘结强度进行了研究。结果表明,环氧树脂涂层钢筋与无涂层钢筋相比表面较光滑,需绑扎更长的搭接长度。此外,环氧树脂涂层钢筋与混凝土间具有良好的粘结强度,其在建筑工程上具有广泛的应用前景。     

混凝土结构中新型防腐配筋的最新研究进展

介绍了国内外有关混凝土结构中新型防腐配筋（ 主要指纤维塑料筋和环氧涂层钢筋） 的最新研究进展。     

纤维塑料筋(FRP筋)有粘结及无粘结部分预应力混凝土梁短期刚度试验研究

分别以碳纤维筋(CFRP筋)及芳纶纤维筋(AFRP筋)为无粘结及有粘结预应力筋,以环氧涂层钢筋为非预应力筋,进行了2组共17条梁的受弯试验。试验结果表明,纤维塑料筋(FRP筋)有粘结及无粘结部分预应力混凝土梁的弯矩与曲率(或弯矩与挠度)曲线接近为双折线,双折线的交点位于开裂弯矩Mcr处。基于双直线假设,利用实测试验梁的终点刚度折减系数β0.5,可求出1/β0.5对换算配筋率nfρ和预应力强度比λ的线性回归方程,并采用预应力筋粘结特征系数Ω对纤维塑料筋的面积进行折减,得到了能同时针对纤维塑料筋有粘结及无粘结部分预应力混凝土梁的统一的刚度计算公式。此外,对ACI440.4R-04提出的关于纤维塑料筋预应力混凝土梁的刚度计算公式,在有效惯性矩软化系数βd中引入预应力筋粘结特征系数Ω,从而使该刚度计算公式能够适用于纤维塑料筋无粘结及有粘结部分预应力混凝土梁的刚度计算,上述两种方法的计算结果与本文试验数据符合良好。     

钢筋表面防腐蚀涂层的性能

研究了环氧树脂、环氧砂浆、SBR胶乳水泥砂浆、SBR胶乳水泥净浆作为氯盐环境中钢筋防腐蚀保护层的性能.结果表明：钢筋表面涂布防护涂层有助于改善钢筋防腐蚀性能.涂层越厚,防护性能越好.环氧树脂涂层具有良好的防腐蚀性与电绝缘性.环氧砂浆涂层具有较好的粘附性、防腐蚀性及握裹力,可以作为不同直径与表面形态钢筋的防护涂层.     

钢筋混凝土结构腐蚀控制方法研究进展

阐述了钢筋混凝土结构腐蚀控制对提高结构耐久性的重大意义及结构腐蚀的机理。以腐蚀流程为基线,从混凝土防护和钢筋防护两大方面探讨了腐蚀控制的方法。重点介绍了混凝土涂层防护技术,特别是近几年发展起来的玻璃鳞片防腐蚀涂层、纳米复合防腐涂料涂层、互穿网格结构防腐涂料涂层和聚脲防护涂层技术;以及钢筋腐蚀防护中的迁移型阻锈剂、环氧/镀锌复合涂层、阴极保护及纤维塑料筋的应用。提出腐蚀防护中,结构自身性能是基础,附加措施是重点手段,混凝土防护涂层提供全面防护,针对环境进行钢筋保护的防腐思路。     

小直径环氧树脂涂层钢筋与混凝土粘结强度的分析

环氧涂层钢筋表面光滑,致使其粘结强度降低,但在实际检测试验中发现,部分小直径的环氧树脂涂层带肋钢筋和无涂层钢筋的粘结强度之比大于1。针对这种情况,通过对涂层钢筋不同部位涂层厚度的测量,得出涂层改变了钢筋的直径、肋形,改变了涂层钢筋与混凝土的受力情况,有利于粘结强度的提高,而且钢筋直径越小,这种影响越明显。     

涂层表面形状对环氧树脂涂层钢筋与混凝土粘结锚固性能的影响分析

基于影响环氧树脂涂层钢筋与混凝土粘结锚固性能的因素分析,通过不同钢筋基材和不同涂层厚度的对比试验得出,增大横肋高度、横肋与钢筋轴线夹角、钢筋横肋垂直投影面积以及横肋相对肋面积等钢筋表面形状参数,有利于粘结锚固性能的提升。同时,在一定范围内,增加涂层厚度,改变涂层表面形状参数,也有利于粘结锚固性能的提升。     

芳纶纤维塑料筋与混凝土之间的黏结强度

基于48个标准拉拔试验,对芳纶纤维塑料(AFRP)筋与普通C50混凝土、高性能C50混凝土、环氧树脂和水泥浆之间的黏结强度进行了比较系统的研究.结果表明:AFRP筋试件的破坏模式分为拔出破坏和劈裂破坏2种;破坏模式对AFRP筋黏结强度的影响不大;AFRP筋与混凝土的黏结强度约为变形钢筋与混凝土黏结强度的0.79~1.11倍;相比于高性能C50混凝土,AFRP筋与普通C50混凝土的黏结强度高10%左右;AFRP筋与环氧树脂的黏结强度较高,而与水泥浆的黏结强度则较低.最后,对AFRP筋与混凝土黏结强度的计算方法进行了探讨.     

纤维塑料筋粘结锚固性能的试验研究

采用挤拉工艺,研制生产出国内首批纤维塑料筋。基于３６ 个拉拔试件的试验结果,对纤维塑料筋与不同的环境介质（ 混凝土、水泥灌浆、环氧树脂） 之间的粘结锚固性能进行了较为系统的研究,并提出了有关的设计建议。     

钢纤维混凝土防腐技术试验研究

钢纤维混凝土具有优异的抗拉、抗弯、抗冲击及抗疲劳性能,但沿海地区的高盐、高湿环境对钢纤维混凝土的腐蚀严重影响了钢纤维混凝土的耐久性。本文在对钢纤维混凝土的腐蚀机理及影响因素研究的基础上,通过在钢纤维混凝土表面施加环氧树脂、渗透结晶材料、氟碳树脂涂层、有机硅化合物涂层等不同的防腐材料,经盐雾试验、紫外线耐气候试验、氙灯老化试验等,全面研究了带有涂层的钢纤维混凝土的腐蚀规律,得到了优选的防腐蚀材料。试验研究表明：渗透结晶材料涂层和环氧树脂作底层、氟碳树脂作面层的复合涂层,应用于钢纤维混凝土的防腐蚀效果优良;渗透结晶材料施工方便,经济性较好,具有较大的推广应用价值,可以显著提高沿海地区钢纤维混凝土工程的耐久性。     

利用Wiener过程探究镁水泥混凝土中涂层钢筋在盐类环境下的腐蚀寿命

采用氯盐溶液和硫酸盐溶液浸泡镁水泥钢筋混凝土构件,使构件中的涂层钢筋加速锈蚀,并利用电化学工作站进行电化学试验;以腐蚀电流密度作为钢筋耐久性退化指标,建立一元Wiener过程预测模型进行钢筋腐蚀寿命预测.结果 表明:在氯盐溶液环境下,镁水泥混凝土构件中的钢筋受腐蚀问题较之硫酸盐溶液环境更为突出,且涂层在2种盐溶液环境中均对钢筋起到了较好的防护效果;在氯盐溶液环境中,涂层钢筋在1500 d附近进入中等腐蚀阶段,在硫酸盐溶液环境中,涂层钢筋在22000 d进入中等腐蚀阶段.     

环氧涂层钢筋粘结锚固性能的试验研究

环氧涂层钢筋能有效地防止钢筋锈蚀,用于混凝土结构耐久性设计.由于表面状态改变,环氧涂层钢筋的粘结锚固性能受到削弱.作者通过拉拔试验探讨了其粘结锚固机理、锚固特性及锚固强度,并通过梁锚试验加以验证.在此基础上,由可靠度分析提出了锚固长度设计值的建议.     

Corrosion behavior of epoxy/zinc duplex coated rebar embedded in concrete in ocean environment

The corrosion behavior of epoxy/zinc duplex coated rebar embedded in concrete is evaluated comparing with the black steel, galvanized and epoxy coated rebars for a long term in ocean environment. The effect of mechanical damages of epoxy coatings on the corrosion protection is examined. The epoxy coated and epoxy/zinc duplex coated rebars show the higher anti-corrosion performance than other types of rebars. However, once the epoxy coating is mechanically damaged, the more serious corrosion may occur in the damaged area of epoxy coated rebar in concrete. The epoxy/zinc duplex coating remains a good corrosion protection to steel in concrete even when suffering from some mechanical damages.     

复杂的形体与有序的结构:南山观音圣像结构设计

南山观音圣像位于三亚南海之滨,为佛教和当地旅游业标志性建筑。南山大佛因其建设场地位于海水环境中,像体外形复杂多变,给结构设计带来一些不同于普通房屋建筑结构的特点。针对海水环境对基础的复杂影响,通过分析海水对钢筋混凝土结构的腐蚀成因,设计中采取恰当的水泥品种、低水灰比、厚保护层和环氧树脂涂层钢筋等措施,在海水环境下保证结构的耐久性。针对不规则的形体,采用规则简单的结构体系——由支撑筒组成的主钢架,在规则的主结构体系与不规则的像体外形间灵活布置次钢架,以保证传力途径的简捷,体系有序、传力明确。对主要荷载——风荷载取值的分析判断,既保证结构受力的安全,也考虑到设计的经济、合理,避免过度设计。     

氯氧镁水泥混凝土中钢筋的腐蚀与防护试验研究

结合氯氧镁水泥混凝土耐水性,研究氯氧镁水泥混凝土中钢筋的腐蚀与防护,试验变量包括钢筋种类、混凝土保护层厚度和腐蚀龄期等。钢筋种类包括裸露钢筋和美加力涂层钢筋;混凝土保护层厚度包括25、50mm;腐蚀龄期包括60、120、180、240、300、360d。试验采用自来水长期浸泡至试块2/3处,并采用扫描电子显微镜(SEM)和能谱仪(EDS)对腐蚀后的钢筋微观结构和化学元素组成进行分析,研究钢筋的腐蚀机理。结果表明,通过软化系数分析,氯氧镁水泥混凝土的软化系数处于0.78~0.87,说明试验设计的氯氧镁水泥混凝土可用于干燥地区、受潮较轻地区或次要建筑结构。通过极化曲线及其电化学参数分析,裸露钢筋腐蚀速率为美加力涂层钢筋腐蚀速率的40~80倍,说明涂层防腐效果明显。     

梁底大面积夹渣成因及处理探讨

钢筋和混凝土两者的弹性模量较接近,还有较好的黏结力,这样既发挥了各自的受力性能,又能很好地协调工作,共同承担结构构件所承受的外部荷载。筋保护层厚度过小,一方面容易造成钢筋露筋或钢筋受力时表面混凝土剥落,另一方面随着时间的推移,表面的混凝土将逐渐碳化,从而导致钢筋锈蚀,断面减小,强度降低,钢筋与混凝土之间失去黏结力,构件整体性受到破坏,严重时还会导致整个结构体系的破坏。重点应从两方面着手,一是结合质量体系中的作业指导书抓施工前技术交底;二是抓我们质量体系中提到的施工过程要素控制。保护层最小厚度的规定是为了使混凝土结构构件满足的耐久性要求和对受力钢筋有效锚固的要求。混凝土保护层厚度大,构件的受力钢筋黏结锚固性能、耐久性和防火性能越好。     

Innovative hybrid reinforcement constituting conventional longitudinal steel and FRP stirrups for improved seismic strength and ductility of RC structures

The use of fiber reinforced polymer (FRP) reinforcement is becoming increasingly attractive in construction of new structures. However, the inherent linear elastic behavior of FRP materials up to rupture is considered as a major drawback under seismic attacks when significant material inelasticity is required to dissipate the input energy through hysteretic cycles. Besides, cost considerations, including FRP material and construction of pre-fabricated FRP configurations, especially for stirrups, and probable damage to epoxy coated fibers when transported to the field are noticeable issues. The current research has proposed a novel economical hybrid reinforcement scheme for the next generation of infrastructures implementing on-site fabricated FRP stirrups comprised of FRP sheets. The hybrid reinforcement consists of conventional longitudinal steel reinforcement and FRP stirrups. The key feature of the proposed hybrid reinforcement is the enhanced strength and ductility owing to the considerable confining pressure provided by the FRP stirrups to the longitudinal steel reinforcement and core concrete. Reinforced concrete beam specimens and beamcolumn joint specimens were tested implementing the proposed hybrid reinforcement. The proposed hybrid reinforcement, when compared with conventional steel stirrups, is found to have higher strength, stiffness, and energy dissipation. Design methods, structural behavior, and applicability of the proposed hybrid reinforcement are discussed in detail in this paper.