钢筋锈蚀引起混凝土开裂过程的研究

本文根据Fiek定律,建立了混凝土中钢筋锈蚀的数学模型,应用快速锈蚀试验的结果推出了钢筋锈蚀引起混凝土开裂时间的计算公式,并将其推广应用于实际港工结构,所得计算结果与实际情况十分吻合。     

锈蚀钢筋混凝土梁抗弯刚度退化研究

在大量锈蚀钢筋混凝土梁试验数据的基础上,计算得到不同锈蚀方式和锈蚀率等情况下试验梁的抗弯刚度退化系数,拟合给出钢筋锈蚀率与梁抗弯刚度退化系数的理论计算公式,并通过对新制作的钢筋混凝土试验梁通电加速腐蚀试验,验证计算公式的可靠性和准确性。     

钢筋锈蚀率与保护层温度差关系的研究

采用外加直流电加热钢筋内部预置的钨丝,沿锈蚀钢筋轴向均匀地施加热量,再用红外成像法,进行钢筋混凝土保护层表面温度测定试验。研究不同锈蚀率下,保护层温度差与钢筋锈蚀率之间的关系。试验表明,当钢筋锈蚀率小于36%时,铁锈滞留在混凝土的锈胀裂缝中,温度差随着锈蚀率的增加而降低且处于线性范围内;钢筋的锈蚀率大于36%时,铁锈从锈蚀胀裂缝中溢出,保护层温度差随着锈蚀率的增加而变大。     

不同应力状态下钢筋混凝土梁加速腐蚀试验研究*

开展了不同应力状态下钢筋混凝土梁电解液加速腐蚀试验,研究了加速腐蚀试验中通电时间、钢筋腐蚀率和荷载水平等外界条件对试验构件力学性能的影响,分析了钢筋锈蚀过程中梁截面应变变化和锈蚀裂缝产生情况,为进一步开展应力状态下钢筋混凝土梁的研究提供了试验参考。     

锈蚀钢筋混凝土桥墩滞回性能的数值模拟

基于钢筋混凝土桥墩低周反复荷载试验结果,利用ANSYS有限元分析软件,建立桥墩的有限元计算模型,并对其进行承载力验证及低周反复荷载试验下全过程的非线性有限元分析,与相应试验结论吻合较好.通过施加温度场模拟钢筋锈胀力对混凝土桥墩的作用,进一步研究钢筋锈蚀后桥墩在不同锈蚀率下滞回曲线、骨架曲线以及桥墩耗能能力.分析比较表明:用温度场模拟钢筋锈胀力对混凝土桥墩的作用可以取得令人满意的结果.本方法可供锈蚀桥墩的抗震性能研究参考.     

基于电化学综合法的混凝土中钢筋锈蚀检测与评价

通过室内试验和工程实际应用,研究了基于电化学综合法的混凝土结构中钢筋锈蚀检测与评价技术。首先通过3组试件试验研究不同腐蚀条件、不同测试条件对混凝土电阻率、半电池电位和腐蚀电流密度3种电化学检测结果的影响规律,得到电化学综合法检测混凝土中钢筋锈蚀状况的递进式评定准则。以某高桩码头检测项目为依托,采用电化学综合法对混凝土中钢筋锈蚀状况进行检测,并根据该递进式评定准则对钢筋锈蚀情况进行综合评价。结果表明,基于电化学综合法的混凝土中钢筋锈蚀检测与评价技术可有效提高钢筋锈蚀状况检测的准确性和可靠性。     

轴向不均匀锈蚀对结构影响的研究

浇注18个大尺寸柱式试件,用电化学方法加速其锈蚀并控制其锈蚀程度,在试验机上进行拉伸试验。通过电化学锈蚀试验结果分析,探讨了用法拉第定律估计锈蚀的适应性。基于柱式拉伸试件的试验结果和有限元仿真分析,研究了轴向不均匀锈蚀时结构的影响。     

混凝土钢筋锈蚀的量化计算方法研究

混凝土中钢筋的锈蚀是影响其使用寿命的一个主要因素,因此对其锈蚀状况进行测试及量化研究具有非常重要的意义,本研究首先建立了基于检测信号的钢筋锈蚀量测算模型,然后通过线性极化法对不同外部环境下模拟混凝土孔溶液中钢筋钝化与腐蚀过程中的锈蚀电流密度值进行了测试,并基于测算模型计算钢筋锈蚀量值,最后通过钢筋失重率测试结果及曲线拟合方法对模型的参数进行修正。通过备用试件的实测结果发现该修正后的测算模型能显著提高实际钢筋锈蚀量的检测精度。     

混凝土内自然锈蚀钢筋力学性能试验及数值模拟

为了分析受盐侵蚀作用后混凝土内锈蚀钢筋的力学性能退化规律,对预制开裂混凝土构件进行了近4年的"氯盐干湿循环——自然锈蚀"试验,从而得到了一批局部坑蚀明显、且呈现全面锈蚀的钢筋样本.通过锈蚀钢筋的坑蚀深度测定、拉伸试验以及有限元分析等研究,对其锈蚀表面特性、力学性能退化规律以及数值计算模型的有效性进行了探讨.研究结果表明:氯盐干湿环境下,裂缝的存在加剧了钢筋局部锈蚀的程度,使钢筋出现局部坑蚀和大面积均匀锈蚀的全面锈蚀;随着平均截面损失率η_(avg)的增加,锈蚀钢筋的屈服平台逐渐缩短,η_(avg)为5.77%时,钢筋屈服平台消失;经回归拟合,锈蚀钢筋的名义屈服强度、名义极限强度及伸长率等性能随η_(avg)(6%)的增大呈线性下降;建立了锈蚀钢筋力学性能预测的有限元模型,其预测值与试验值吻合良好.相关研究结果可为锈蚀钢筋混凝土结构的性能评价提供一定参考.     

锈蚀钢筋混凝土大偏心受压柱的数值模拟

基于锈蚀钢筋混凝土偏心受压构件承载力试验研究结果,运用ANSYS有限元分析软件,对锈蚀钢筋混凝土大偏心构件进行分析,通过温度场模拟钢筋锈蚀作用,得到锈蚀构件破坏特征及承载力随锈蚀程度的变化规律。经对比试验结果,该有限元模型数值计算与试验结果能较好吻合,温度场模拟钢筋锈蚀较理想。对不同直径钢筋影响受压柱承载力和裂缝分布规律进一步分析,结果表明:同等条件下,随着钢筋直径增加,钢筋锈胀力减小,裂缝开裂分布区域发生变化。     

基于CT扫描技术的混凝土结构裂缝宽度与钢筋锈蚀率相关性分析*

为了了解混凝土结构的裂缝宽度与钢筋锈蚀率之间的关系,同时掌握裂缝宽度及钢筋锈蚀率的无损检测技术,特别采用CT扫描技术,对一批加速腐蚀的混凝土构件进行测试,得到了混凝土构件的裂缝宽度及锈蚀率,分析钢筋锈蚀率与裂缝宽度的相关性。从分析的结果来看,钢筋锈蚀率与裂缝宽度的相关曲线与其它学者研究的曲线趋势一致,但变化率有所不同,该曲线可以为揭示混凝土结构裂缝宽度与钢筋锈蚀率变化规律提供参考,同时CT扫描技术可以推广应用在混凝土无损检测中。     

海洋环境中钢筋混凝土结构使用寿命的研究

文章中论述了以Fick扩散定律为基础，通过氯离子在混凝土中扩散及钢筋锈蚀的数学模型，应用现场实测及试验资料，对钢筋锈蚀及混凝土开裂时间进行了计算，所得计算结果与实际情况吻合。     

内河库水位变动下码头桩基混凝土碳化深度预测模型

内河环境下,由于混凝土碳化所导致的内部钢筋锈蚀是引起港口码头结构发生耐久性失效破坏的主要原因。为研究内河库水位周期性变动下码头桩基混凝土的碳化规律,开展一般大气环境与干湿交替环境下混凝土的加速碳化物理试验。结果表明:1)混凝土碳化深度随碳化时间的增加而逐渐增加,碳化速率随碳化龄期增长而减缓。2)与一般大气环境相比,干湿交替作用下混凝土的碳化深度更小。基于Fick第一定律的碳化深度模型,通过拟合回归并修正后建立了内河一般大气环境和干湿交替环境下码头桩基混凝土碳化深度预测模型。经对比,模型预测值与试验实测值吻合程度良好,验证了该模型的精度。研究成果可为内河港口码头基础结构运营维护及耐久性评估提供技术支撑。     

阻锈剂在海工混凝土中应用研究

混凝土是全世界各类结构工程建设首选的建筑材料。但是混凝土中钢筋锈蚀给国民经济带来巨大经济损失，是影响混凝土结构耐久性的首要原因，已成为世界关注的大问题。钢筋锈蚀破坏会引起混凝土顺钢筋开裂，使腐蚀介质更容易到达钢筋表面，钢筋锈蚀的速度将会大大加快。随着开裂程度加大，引起混凝土与钢筋之间的握裹力随之下降及钢筋断面损失，处在应力状态下的钢筋(包括预应力筋)因此而突然发生应力腐蚀断裂，造成严重后果。     

钢筋混凝土梁的抗弯性能实验研究

基于舟山海港码头的锈蚀钢筋混凝土梁的足尺实验研究,对于海洋环境侵蚀引起钢筋锈蚀而导致的钢筋混凝土梁的耐久性失效情况进行了全面的研究,包括混凝土和钢筋材料性能的变化、抗弯承载能力的变化。基于材料性能的变化,利用有限元3D模型进行对照;分析了锈蚀钢筋混凝土梁在加载实验后的破坏过程和破坏形式,结合电化学加速的实验研究结果,研究了锈蚀钢筋混凝土梁的抗弯破坏机理和混凝土与钢筋的粘结应力,为钢筋混凝土结构的耐久性设计提供了依据。     

高桩码头结构锈蚀破损原因分析及对策

通过对天津港高桩码头的锈蚀破损现状调查数据的归纳分析 ,指出高桩码头结构以锈蚀破损为其主要破损型式 ,并提出了产生高桩码头结构锈蚀破损的主要原因。在分析钢筋混凝土结构中混凝土的破损原因基础上 ,提出了减缓钢筋混凝土结构内钢筋锈蚀破损的主要措施 ,可供既有码头结构的维护和新码头建设时参考。文中特别指出提高钢筋混凝土中混凝土施工质量的均匀性比采用高强混凝土及增加保护层混凝土厚度对减缓钢筋混凝土内钢筋锈蚀速度的效果更理想。同时提出利用先进的电子技术改造沿用几十年的振捣捧密实混凝土的传统工艺 ,是当前钢筋混凝土施工中迫切需要解决的关键技术。     

力与氯盐侵蚀耦合作用下TRC叠合梁的力学性能退化研究

使用预制织物增强混凝土(TRC)永久性模板制作叠合梁构件,并采用电化学侵蚀方法,加速侵蚀,继而开展抗弯试验,分析了2根对比梁和5根TRC叠合梁在氯盐侵蚀作用下溶液浓度、持荷状态、锈蚀率的不同对TRC叠合梁受弯性能的影响.结果表明:锈蚀状态下TRC叠合梁的力学性能退化情况优于普通梁;U型TRC梁模可以阻碍氯离子的渗入,延缓梁内钢筋锈蚀;溶液浓度的提高、钢筋锈蚀率的增大是影响TRC叠合梁承载力下降的直接因素;在较小的锈蚀率下,TRC叠合梁的屈服荷载和极限荷载略有提升.在试验分析的基础上,给出了TRC叠合梁在锈蚀状态下的承载力计算公式,理论计算结果与试验结果较为吻合.     

混凝土结构钢筋锈胀数值模拟

通过对混凝土梁在钢筋锈蚀膨胀作用下的开裂全过程进行模拟,得到混凝土梁在钢筋均匀锈蚀膨胀和非均匀锈蚀膨胀情况下的裂缝产生和发展的情况,分析了保护层胀裂时的钢筋膨胀率的影响因素,其中包括混凝土保护层的厚度、钢筋直径、混凝土的强度等级。通过比较试验数据与前人研究成果,结果都体现了相同的钢筋锈胀规律。在此基础上,提出结构耐久性的影响因素并指导结构耐久性设计。     

在役海港码头连续梁可靠性分析

海洋环境中的氯离子侵蚀入混凝土内部引起钢筋锈蚀,导致码头结构力学性能劣化、可靠性降低。本文基于混凝土构件在氯离子作用下受弯承载力衰减模型,提出了在役海港码头连续梁可靠度的计算方法,并通过算例验证了计算方法的可行性。研究结果可为在役海港码头结构可靠性评估提供理论依据。     

锈蚀钢筋混凝土小偏心受压构件承载力评估方法

混凝土中钢筋锈蚀造成结构性能退化进而影响到结构的承载力,本文在已有研究成果的基础上,立足现行计算理论,提出锈蚀小偏心受压构件承载力计算模型,并提供验证,为混凝土结构耐久性评估提供科学依据。