混凝土中钢筋锈蚀检测的探讨

桥梁混凝土中钢筋锈蚀是影响桥梁混凝土结构耐久性的一个重要问题,也是桥梁安全鉴定过程中经常遇到的问题.结合工程结构安全检测实践,通过对混凝土中钢筋锈蚀、保护层厚度、碳化深度、密实度进行检测,进一步证明了钢筋锈蚀的影响因素同混凝土保护层厚度、密实度、碳化深度有着直接的关系,并对提高混凝土中钢筋锈蚀概率大小和结构锈蚀性判断的可靠程度进行了探讨.     

锈蚀对钢筋混凝土结构耐久性的影响研究

钢筋混凝土结构在工程建设中得到广泛的应用,然而结构中的钢筋锈蚀是影响钢筋混凝土结构耐久性的主要因素。文章阐述了混凝土结构的耐久性理论,锈蚀影响混凝土耐久性的因素以及预防锈蚀的措施等。     

混凝土胀裂时钢筋锈蚀量的确定

混凝土胀裂时钢筋锈蚀损失率的确定，是制定兼容混凝土结构安全性的耐久性极限状态标准的基础。通过简化的弹性力学模式分析，确定了钢筋保护层厚度与钢筋直径的比值和混凝土强度为影响混凝土胀裂时钢筋锈蚀损失率的主要因素。本文利用分布裂缝模型、等效强度准则，设置温度膨胀环进行模拟沿钢筋周边的均匀锈蚀和不均匀锈蚀，建立了混凝土锈蚀胀裂的有限元分析模型，为混凝土胀裂时钢筋锈蚀损失量的对比量化提供了一个手段。     

受荷混凝土中钢筋锈蚀速率计算方法

为研究荷载对钢筋锈蚀速率及结构耐久性的影响,在潮汐区与盐雾区开展不同荷载条件下氯离子扩散试验,荷载大小分别为无荷载、0.3倍和0.5倍混凝土抗折强度.在混凝土中掺入氯盐,开展不同浓度氯盐条件下的钢筋锈蚀试验.通过氯离子扩散试验得到荷载对氯离子扩散影响系数与荷载大小的关系,修正菲克第二定律中的氯离子扩散系数.钢筋锈蚀试验中测试不同时间下混凝土构件中钢筋的锈蚀电流密度,拟合出钢筋锈蚀电流密度与氯盐浓度和锈蚀时间之间的关系.结合混凝土中考虑荷载影响的氯离子扩散模型与钢筋锈蚀模型,给出荷载作用下混凝土中钢筋锈蚀速率的计算方法.该方法对于海洋环境中荷载作用下钢筋混凝土结构耐久性寿命计算具有重要意义.     

浅析建筑钢材的锈蚀及防止措施

建筑钢材可分为钢结构用钢材和钢筋混凝土结构用钢筋两类。钢材的锈蚀,指其表面与周围介质发生化学反应而遭到的破坏。在钢筋混凝土中,由于钢筋的锈蚀,将使混凝土的保护层膨胀出现裂纹,严重时混凝土保护层脱落,钢筋脱离,使钢筋和混凝土之间的粘结应力损失或完全丧失,危急结构的安全,因此钢筋的锈蚀对钢筋混凝土结构的使用寿命有很大的影响。     

锈蚀钢筋混凝土结构可靠度评估

钢筋锈蚀是混凝土结构破坏最主要的原因之一,目前钢筋混凝土结构可靠度研究大多数没有考虑锈蚀的影响。提出了锈蚀钢筋混凝土结构可靠度评估方法。首先分析大气环境下和氯离子环境下钢筋锈蚀的模型,然后考虑钢筋面积和粘结强度的降低,建立锈蚀钢筋混凝土结构抗力的随机模型,最后采用一次二阶矩实用分析法计算可靠度指标,以评估大气环境下和氯离子环境下混凝土结构可靠度。两个算例表明,该方法可用于锈蚀钢筋混凝土结构可靠度评估。     

水工混凝土中钢筋锈蚀检测技术

水工混凝土中钢筋锈蚀是影响钢筋混凝土结构耐久性的一个重要问题,也是水工建筑物安全鉴定过程中经常遇到的问题。结合工程结构安全检测实践,介绍了运用半电池电位法对水工混凝土中钢筋锈蚀进行检测的原理、方法、评价准则及应用效果,并对提高混凝土中钢筋锈蚀检测的可靠性进行了探讨。     

海砂混凝土及其耐久性保护

根据海砂的主要成分和特征,针对海砂在土木工程中的使用现状,通过对钢筋锈蚀机理分析,揭示海砂对混凝土结构耐久性的不良影响。阐述"海砂屋"关于耐久寿命的潜在危险,剖析因海砂中的海盐引起钢筋锈蚀的工程事例和教训,重点提出对于海砂混凝土防止钢筋锈蚀的关键技术;对比阴极保护系统和电化学除氯法的原理及具体做法,提出在海砂混凝土工程中抑制钢筋锈蚀的主要办法。根据现行国家规范对混凝土结构耐久性设计的实际要求,指出混凝土所用海砂的氯盐限量;并针对海砂对混凝土结构耐久性的危害提出若干防治措施。     

锈蚀钢筋混凝土柱的修正压-剪-弯分析模型研究

随着服役时间的增加,混凝土结构中钢筋易发生锈蚀,引起混凝土结构承载性能下降,严重影响工程结构的继续使用。该文在分析纵筋锈蚀后的屈曲效应、箍筋锈蚀后的约束效应、混凝土和钢筋材料性能劣化的基础上,建议了考虑锈蚀影响的钢筋、混凝土及锈蚀钢筋与混凝土界面粘结性能的本构模型,以锈蚀钢筋混凝土柱为研究对象,对反复荷载作用下钢筋混凝土柱的分析模型进行修正,建立了锈蚀钢筋混凝土柱压-剪-弯交互作用下极限承载力计算模型,并通过21根锈蚀混凝土柱的试验结果对建议分析模型进行了验证。研究结果表明:锈蚀钢筋混凝土柱极限承载力试验值与计算值之比的平均值为1.021,方差为0.014,建议模型极限承载力预测值与试验结果吻合较好,可用于低周反复荷载作用下锈蚀钢筋混凝土柱的承载力分析。     

钢筋锈蚀后与再生混凝土间粘结-滑移本构关系研究

为研究钢筋锈蚀后与再生混凝土间粘结-滑移本构关系,主要考虑了不同钢筋锈蚀率、不同再生粗骨料取代率、不同再生混凝土强度等因素的影响,采用加速通电锈蚀以及钢筋开槽内贴片方法,完成23组钢筋再生混凝土试件粘结-滑移性能拉拔试验,获得了再生混凝土与不同锈蚀程度螺纹钢筋间的荷载-滑移曲线以及不同锚固位置处钢筋应变。通过实测结果及理论分析,计算得到不同锈蚀率下钢筋再生混凝土间粘结应力及滑移值沿锚固长度分布规律,分析了钢筋锈蚀前后与再生混凝土间粘结应力传递及粘结锚固位置函数差异的受力机理,提出了不同锈蚀率下反映实际粘结分布规律的粘结锚固位置函数模型,最后建立钢筋锈蚀后与再生混凝土间考虑粘结-滑移位置函数的粘结-滑移本构关系,为锈蚀后钢筋再生混凝土有限元分析提供参考依据。     

混凝土结构中钢筋锈蚀检测技术探讨

钢筋锈蚀严重影响了混凝土结构的承载力和耐久性,破坏了建筑的安全使用性能.如何准确对钢筋锈蚀进行检测具有重要的现实意义.本文通过分析混凝土结构中钢筋发生锈蚀的机理,对其检测技术展开探讨分析,并提出了锈蚀检测中的若干要点.     

基于锈蚀开裂准则的砼结构寿命评估

钢筋锈蚀是一般大气环境混凝土构件耐久性损伤的主要原因。本文总结了我们在钢筋锈蚀量评估模型及开裂时的锈蚀量等方面的工作,在此基础上,分析了各模型的统计特征,在此基础上建立了混凝土结构基于锈蚀开裂准则的耐久极限状态方程,进一步概率方法分析了混凝土结构件的锈蚀开裂寿命。     

海洋环境下混凝土中钢筋锈蚀机理及监测技术概述

2014年我国由于腐蚀产生的损失约为21 278亿元,占国家GDP的3.34%。海洋环境中氯离子渗透至混凝土内部导致钢筋锈蚀是海洋环境下混凝土结构损伤的重要原因。海洋不同腐蚀区域的离子浓度、氧气浓度及海水干湿循环作用时间各不相同,这使得海洋不同腐蚀区域中暴露混凝土的氯离子传输速度和分布规律、钢筋锈蚀产物及锈蚀模式、钢筋锈蚀速率存在显著差异。其中海洋浪溅区和高潮位区域因氧气充足、海水干湿循环作用剧烈及浪溅作用导致钢筋混凝土更易破坏。钢筋锈蚀产物体积是原始体积的2~6倍,持续增加的锈蚀产物将导致混凝土开裂、保护层剥落并进一步加速钢筋锈蚀;考虑钢筋非均匀锈蚀、锈蚀产物填充效应、钢筋及混凝土性能的钢筋混凝土锈胀开裂模型将更加精确。根据海洋不同腐蚀区带特点、钢筋混凝土性能及受荷情况,建立不同腐蚀区域中混凝土的氯离子传输模型,钢筋锈蚀速率模型和混凝土锈胀开裂模型有助于准确预测海洋环境下钢筋混凝土的服役寿命。 通过对混凝土中钢筋锈蚀的检测与监测有助于实时了解混凝土的服役状态。采用线性极化、电化学噪声和电化学阻抗谱等电化学方法可以较好地检测钢筋锈蚀状态、获得混凝土中钢筋的锈蚀速率。基于电化学原理开发的阳极梯和环形电极、基于钢筋锈胀应力测试的光纤监测技术以及基于数字图像技术获得混凝土中钢筋锈蚀应力应变场,有助于实现对混凝土中钢筋锈蚀的监测,并且部分已应用于海洋工程。相比于普通钢筋,锈蚀钢筋的导电率和导磁率均显著降低,采用电磁感应原理开发钢筋锈蚀装置实现了暴露在海水中的普通钢筋和耐蚀钢筋磁通量变化值与钢筋质量损失线性关系的建立。这也为更精确监测混凝土中钢筋锈蚀全过程、实现混凝土中钢筋锈蚀源定位及损伤程度识别提供可能。因此,综合利用氯离子、pH微电极等实现混凝土内部微环境监测,开发先进的钢筋锈蚀监测传感器实现混凝土中钢筋锈蚀源和锈蚀速率监测,通过图像监测技术实现钢筋锈蚀诱导混凝土开裂过程监测。综合上述措施将实现对钢筋混凝土结构腐蚀的全过程监测,并为海洋钢筋混凝土服役寿命预测模型的验证与修正提供依据,同时为海洋环境混凝土的耐久性评估系统提供预警机制。     

混凝土设计参数对氯盐环境下钢筋锈蚀的影响研究

研究了混凝土设计参数包括水胶比、胶凝材料组成、保护层厚度和混凝土氯离子含量等对氯盐环境下混凝土中钢筋锈蚀的影响。通过模拟氯盐环境下混凝土中钢筋所处的锈蚀环境,并以一定的方法加速混凝土中钢筋的锈蚀,采用电化学测试手段(钢筋腐蚀电位和钢筋腐蚀电流密度)来评价各设计参数对钢筋锈蚀的影响。结果表明,水胶比越小、保护层厚度越大、混凝土氯离子含量越小、使用矿物掺合料能有效延缓钢筋开始锈蚀时间,并在不同程度上减小钢筋的锈蚀速率。试件在试验一段时间后被破损,将钢筋周围砂浆制样并进行SEM扫描电镜元素分析试验,进一步验证电化学测试方法的准确性及钢筋的锈蚀程度。     

混凝土结构中钢筋锈蚀检测技术探讨

建筑中的钢筋暴露在空气中，受到周围氯化物等的腐蚀作用，破坏建筑物的安全使用性能，成为影响混凝土结构耐久性的重要因素之一。为了防止钢筋腐蚀对建筑物带来安全影响，迫切需要对建筑物的钢筋锈蚀进行检测，本为分析了钢筋锈蚀的机理，并对钢筋锈蚀的技术进行了探讨，规范了锈蚀检测方面的技术。     

微锈蚀钢筋混凝土高温后粘结锚固性能试验研究

为研究高温对锈蚀钢筋混凝土结构粘结锚固性能的影响,对锈蚀试件(锈蚀率为1.08%)与非锈蚀试件先进行高温试验(20℃、200℃、400℃、600℃、800℃),再进行中心拔出试验。试验结果表明:随温度的升高,锈蚀试件与非锈蚀试件粘结强度均呈下降趋势,与非锈蚀试件相比,锈蚀试件在温度不超过400℃时,其粘结强度下降趋势较为平缓。分析了高温作用后混凝土抗压强度、钢筋极限强度、钢筋与混凝土间粘结强度三者之间的关系,并建立了考虑不同温度、不同锈蚀率等因素影响下钢筋与混凝土的粘结-滑移关系式。     

海水淡化对钢筋珊瑚混凝土结构服役寿命的影响

针对海洋环境中珊瑚混凝土(coral aggregate concrete,CAC)结构存在的钢筋锈蚀问题,基于修正氯离子扩散理论模型,研究了海水淡化对钢筋CAC结构服役寿命的影响规律.研究结果表明:海水淡化对采用普通易锈蚀钢筋的CAC结构服役寿命有显著影响,但对于选用304奥氏不锈钢钢筋的CAC结构的服役寿命影响很小,其主要原因是CAC具有较高的初始氯离子扩散系数.因此当CAC中采用304奥氏体不锈钢或临界氯离子含量更大的不锈钢筋时,可直接使用海水作为拌和用水.     

锈蚀钢筋混凝土构件基于地震损伤的恢复力模型研究

为建立锈蚀钢筋混凝土构件恢复力模型,本文通过对6个锈蚀钢筋混凝土受弯构件低周反复荷载试验,得到不同锈蚀程度的各试件的滞回曲线及骨架曲线,分析了钢筋锈蚀对试件抗震性能的影响。根据试验成果,结合钢筋锈蚀引起结构破坏形态的改变,综合考虑钢筋锈蚀后引起结构截面几何损伤、钢筋和混凝土力学性能降低、粘结滑移性能劣化以及结构刚度退化等各种耐久性损伤因素,并考虑箍筋锈蚀引起结构延性的影响,提出了锈蚀钢筋混凝土构件基于地震损伤的恢复力模型的确定方法。通过与试验进行对比分析表明模型描绘的骨架曲线和滞回曲线与试验结果总体吻合较好,所描述的现象与试验一致,该恢复力模型可在损伤钢筋混凝土结构地震反应分析中采用。     

氯盐侵蚀下铜矿渣混凝土高温后内部钢筋锈蚀规律

为探究高温及铜矿渣细骨料对混凝土中钢筋锈蚀模式的影响规律,对不同铜矿渣置换率的混凝土试件进行高温试验,然后采用干湿循环浸泡法对试件进行人工加速氯离子侵蚀试验,并利用电化学方法测量自然电位值以监测混凝土内部钢筋的锈蚀情况,最后测量混凝土内部氯离子含量及钢筋锈蚀率。结果表明：自然电位法可以较好地反映试件内部钢筋的实际锈蚀情况;高温破坏了混凝土抗氯离子侵蚀性能,从而导致混凝土试件中的钢筋锈蚀程度随经历温度的升高而增大;此外,高温下铜矿渣自身较大的膨胀变形及冷却后与水泥净浆间不协调收缩的综合作用进一步破坏了混凝土微结构,使钢筋锈蚀率随着铜矿渣置换率的提高而增大;最后建立了氯盐侵蚀下铜矿渣混凝土高温后内部钢筋锈蚀深度拟合公式。     

海洋潮汐区暴露700 d带裂缝混凝土中耐蚀钢筋的锈蚀行为

裂缝是混凝土结构物承载力及耐久性降低的主要原因。本研究利用青岛小麦岛实海暴露站,将不同裂缝宽度、裂缝类型及裂缝间距的钢筋混凝土在海洋潮汐区腐蚀700 d,利用电化学阻抗谱法研究带裂缝混凝土中耐蚀钢筋的锈蚀行为,拟合获得钢筋极化阻值并通过Stern-Geary公式和法拉第定律计算出腐蚀电流密度和腐蚀速率,通过对极化阻值的线性拟合,获取钢筋的脱钝时间,分析裂缝对钢筋锈蚀的影响规律。结果表明:由于混凝土的自愈合效应,当裂缝宽度小于0. 15 mm时,钢筋的腐蚀速率不受裂缝宽度的影响;当裂缝宽度超过0. 15 mm后,随着混凝土裂缝宽度的增大,钢筋的腐蚀速率增大。与单裂缝混凝土试件相比,双裂缝混凝土中的钢筋更容易锈蚀,且裂缝间距越小,钢筋的腐蚀速率越大。在裂缝宽度相同的情况下,纵向裂缝混凝土中的钢筋比横向裂缝混凝土中的钢筋更容易锈蚀。