高强钢绞线沿海环境锈蚀时变模型试验研究

针对沿海建筑结构中常用的高强钢绞线材料,开展了锈蚀时变规律试验研究.建立了沿海地区真实环境与多功能气候模拟试验室环境之间的当量折算关系,分析了钢绞线锈蚀率随时间的变化规律,进行了钢绞线锈蚀形貌观测,分析蚀坑发展模型.试验结果表明:随着锈蚀时间的不断增加,钢绞线的抗蚀坑增长的能力逐渐减弱,锈蚀前期(1 a之内)平均锈蚀率...     

角区钢筋非均匀锈蚀引发混凝土保护层开裂全过程研究

综合考虑氯离子的扩散过程、钢筋锈蚀的质量守恒以及钢筋锈蚀引起的混凝土保护层开裂力学过程,以角区钢筋为研究对象,在钢筋周围施加随时间变化的非均匀径向位移,对氯离子侵蚀引起的混凝土保护层开裂全过程进行数值分析,得出了裂缝发展的分布规律、裂缝出现以及裂缝贯穿保护层所需的时间。并与实验结果进行对比,验证了模型的准确性。探讨了钢筋直径、混凝土保护层厚度以及混凝土强度的变化对混凝土保护层开裂行为及开裂时间的影响。结果表明,混凝土保护层厚度对开裂全过程影响最大,其次是钢筋直径,混凝土强度对其影响较小。     

锈蚀钢绞线的静力拉伸断裂特性

通过制作专门的掺盐预应力混凝土构件获取锈蚀钢绞线试样,借助宏观观察和微观电镜扫描手段研究了试样的静力拉伸断裂特性,分析了锈蚀对钢绞线静力拉伸断裂特性的影响问题.研究结果表明:当钢绞线钢丝锈蚀坑底部珠光体团的位向与钢丝纵轴线间的夹角较小时,会形成延性的铣刀式断口或杯锥式断口;反之,当该夹角较大时,会形成脆性的劈裂式断口或劈裂-铣刀式断口;钢绞线钢丝锈蚀坑处珠光体团的位向是一个概率问题,钢绞线的总体锈蚀程度越大,锈蚀坑与上述夹角较大珠光体团相遇的概率也越大,钢丝出现脆性断裂的概率也越大,整根钢绞线的脆性断裂特征也越明显.     

锈蚀产物在钢筋混凝土界面处的分布状态分析

通过对钢筋锈蚀破坏后混凝土样品进行宏观和微观分析,研究锈胀裂缝的扩展状态和锈蚀产物在混凝土内的分布状态.分析结果表明:即便是通电锈蚀,角部位置钢筋仍为不均匀锈蚀,保护层薄的一侧先出现胀裂裂缝,保护层厚的一侧胀裂裂缝扩展相对较慢,胀裂裂缝附近存在填有锈蚀物的短小裂缝.因受混凝土不同挤压作用,锈蚀物在各发展阶段形态有所不同,初始形成的锈蚀物在界面处的砂浆层自由填充,称为锈蚀物自由生长阶段,填充的径向尺寸约为20～50 μm;之后,混凝土的挤压作用在钢筋-混凝土界面处形成有一定宽度的特殊锈蚀物,这一锈蚀层产物形态及数量均与自由生长阶段有所不同,当其达到一定量时(厚度约10～20 μm),混凝土开始出现微裂缝,这一锈蚀层是决定锈胀力破坏的关键因素;锈胀微裂缝的存在提供了应力释放微区,此时锈蚀产物为半自由生长阶段,直至宏观裂缝出现并逐渐扩展至混凝土表面.     

钢筋锈蚀所导致的混凝土损伤演变过程分析

钢筋锈蚀将会导致混凝土产生损伤,运用损伤力学研究混凝土结构内由钢筋锈蚀所引起的混凝土的损伤演变过程。通过定义混凝土的损伤度,建立了其随钢筋腐蚀电流密度和钢筋腐蚀时间变化的关系式,由此反映了此过程混凝土的损伤演变过程。     

碳纤维包裹条件下的钢筋锈蚀与混凝土保护层开裂

裂缝对钢筋混凝土构件在氯离子侵蚀条件下的耐久性影响较大,积极有效的控制构件裂缝可以提高构件的耐久性.通过理论分析探讨碳纤维约束条件下混凝土构件保护层纵向开裂时钢筋的锈蚀量、锈蚀率等之间的关系;讨论碳纤维约束下混凝土构件裂缝开展的形态.对混凝土保护层锈蚀胀裂破坏的弹性力学模型进行修正,建立碳纤维约束条件下混凝土保护层锈蚀胀裂时钢筋锈蚀量的计算模型,结果证明合理的碳纤维加固方式可以有效约束混凝土构件纵向裂缝的开展.     

混凝土结构保护层开裂时钢筋的临界锈蚀率模型

基于弹性理论与Bazant理论模型,引入拉伸损伤的概念,对混凝土保护层内环向应力进行修正,建立了混凝土保护层开裂时的临界锈胀力与钢筋临界锈蚀率模型.考虑钢筋混凝土界面间隙及锈蚀产物在裂缝中的填充效应,探讨了完全弹性、Bazant理论模型与拉伸损伤3种不同的环向应力下,钢筋直径、保护层厚度、锈胀系数对临界锈蚀率的影响.结果表明:临界锈蚀率随钢筋直径的增大而减小,随保护层厚度、锈胀系数的增大而增大.弹性下的临界锈蚀率大于Bazant理论模型与拉伸损伤下的临界锈蚀率.最后,与Morinaga的基于试验的临界锈蚀率模型比对,验证了模型的合理性.     

钢筋混凝土锈蚀开裂的有限元分析方法

基于Abaqus非线性有限元软件,通过投放不同形状、粒径、级配的骨料,模拟钢筋锈蚀膨胀导致混凝土保护层开裂的精细化建模分析. 针对混凝土裂缝开展形态,对网格映射方法、几何剖分方法,以及几何剖分方法+Cohesive单元细观模型等几种建模技术的运算效率进行对比;同时针对两种不同混凝土骨料形状对锈胀混凝土裂缝开裂的影响进行比较分析.结果表明:网格映射方建模简单、运算效率较高,但分析结果较粗糙;几何剖分方法收敛速度快,计算效率高,但建模时需要对骨料进行剖分;几何剖分+Cohesive单元方法得到的裂缝开展形态更加精细化更接近实际情况,但运算效率低,只适用于局部精细化分析要求较高的场合.骨料的形状和分布对裂缝分布和扩展趋势均产生一定影响,实际分析中,骨料形状应尽可能接近于实际骨料.此外,通过几何剖分+Cohesive单元法建立的模型计算结果锈蚀开裂时间与理论计算值对比误差小于10%,说明该模拟方法在一定程度上符合钢材锈胀挤压附近混凝土导致开裂的理论.     

基于半椭圆锈蚀模型的混凝土保护层锈胀开裂分析

钢筋锈蚀时锈蚀层的分布规律会因钢筋所处的位置不同具有差异性,为了分析非均匀锈蚀层分布的差异对混凝土保护层开裂的影响,基于钢筋锈蚀层半椭圆分布模型,对钢筋非均匀锈蚀情况下的混凝土保护层开裂过程进行了有限元分析,并与均匀锈蚀假定下的保护层开裂理论进行了对比.研究显示按照均匀锈蚀假定的计算结果与非均匀锈蚀假定具有较大误差,尤其是在边角区误差更为明显,考虑钢筋锈蚀的非均匀性更加符合实际.对影响保护层锈胀开裂的因素进行分析后发现,钢筋直径和保护层厚度对保护层锈胀开裂的影响较大,混凝土抗拉强度对保护层锈胀开裂的影响较小.     

高性能混凝土配比及开裂问题研究

随着建筑质量及成本管理的要求不断提高,高性能混凝土的出现显然是对建筑材料的有效补充。凭借自身特有的耐久性、工作性以及强度特征,高性能混凝土满足了特定建筑环境下的材料使用需求,延长了建筑用材的使用周期,有效控制了建筑用材的维护费用支出。值得注意的是,高性能混凝土的使用还应从环境保护的角度出发,促进建筑环境的可持续发展。本文针对高性能混凝土的配比及开裂问题进行了深入阐述。     

FRP-OFBG智能钢绞线在结构开裂时的监测研究

结合用FRP筋封装的光纤光栅传感器即FRP-OFBG智能复合筋和钢绞线的力学特性,研制出了在钢绞线拉索中直接增加FRP-OFBG的智能钢绞线。通过其在受力时波长的改变值,推算出结构受力截面的应变值,可以有效地对预应力结构在出现裂缝时进行预警。采用FRP-OFBG智能钢绞线测量结构在荷载作用下的应力应变精度高,受外界干扰因素少,重复性能好,且基本不影响原有钢绞线的力学特性,在土木工程领域有广阔的应用前景。     

钢筋锈蚀与混凝土耐久性研究

0前言钢筋锈蚀是一个比较普遍、并且严重威胁结构安全的耐久性问题。钢筋锈蚀是造成钢筋混凝土耐久性损伤的最主要和最直接因素,也是混凝土耐久性破坏的主要形式之一。钢筋锈蚀对混凝土结构的破坏分为三个时期:前期是钢筋表面局部锈蚀出现锈斑、锈片等;中期是钢筋整个表面锈蚀,并产生膨胀,与保护层脱离,发生层裂;后期表现为钢筋铁锈进一步膨胀,混凝土本身发生破坏,出现顺筋胀裂,混凝土     

混凝土碳化和钢筋锈蚀研究动态

概要介绍国内外混凝土碳化及钢筋锈蚀研究的现状，并对需要重点研究的问题提出建议     

混凝土开裂计算模型的研究

采用断裂力学的能量准则来模拟裂缝开展过程，能得到比较客观的计算结果。本文对这一领域的主要理论和模型的特点作了简要介绍和分析，在此基础上，应用应变局部化模拟的概念，对广大虚裂缝模型中等效长度的定义作了改进。等效长度的概念具有了明确的物理含义，且几个基本模型在理论基础上达到一致。通过对平面应力情况下拉伸为主或剪切为主的试件的典型算例分析，证实了模型能较好地克服对单元尺寸的依赖性。     

古代青铜器基体与其锈蚀产物铅同位素对比研究

利用Finnigan MAT262质谱仪和ICP—AES测试了不同地区出土的青铜样品的锈蚀产物和基体的铅同位素比值及其化学成分,以研究铅同位素在青铜器腐蚀过程中是否发生变化,以及是否存在因不同产地铅料混用引起的混合不均匀现象．结果初步显示,铅同位素组成不受青铜器锈蚀的影响,可以用锈蚀产物的铅同位素比值代替其基体的;同时,不同产地铅料在青铜器中的混用且又混合不均,可能造成青铜器基体的铅同位素比值和锈蚀产物的明显不同．     

混凝土钢筋锈蚀检测方法

介绍了钢筋锈蚀的检测方法,并对各种的特点进行了分析。     

混凝土结构中钢筋的锈蚀及预防

混凝土结构中钢筋的锈蚀相当复杂并受多种因素的影响,主要包括外界的和内部的两个与钢材有关的因素。 P_H值的影响——锈蚀发生在酸性溶液中比在中性溶液中更快。 氧的影响——氧是钝化的主要原因。氧在阴极作为还原剂,并最终加快锈     

基于漏磁信号的持荷钢绞线锈蚀检测试验

为检测持荷钢绞线的锈蚀情况,引入磁记忆技术,通过持荷钢绞线锈蚀检测试验,对钢绞线漏磁信号进行剖析,构建基于漏磁信号的持荷钢绞线锈蚀检测判别准则.研究结果表明:随着锈蚀程度的增加,持荷钢绞线漏磁信号随之增强,磁感应强度切向分量在锈蚀区域两端交汇于一点,且在锈蚀中间位置具有最大值,磁感应强度法向分量在锈蚀两端具有反向极大值...     

锈蚀疲劳耦合作用下的斜拉索钢绞线损伤分析

斜拉索是斜拉桥重要的承重构件,索体工作环境恶劣,极易遭受腐蚀与疲劳破坏,使得实际寿命大大低于设计寿命。在分析斜拉索钢绞线锈蚀和疲劳过程的基础上,以钢绞线有效截面面积为耦合参数,研究锈蚀疲劳耦合作用下的拉索损伤计算方法。对某钢绞线拉索的计算分析表明,锈蚀和疲劳的耦合作用造成的强度损伤要高于两者简单叠加之和,符合实际情况。该分析给出的强度损伤、剩余强度和当前承载力等计算公式,也可以为拉索剩余寿命估算提供参考。