一种混凝土结构钢筋腐蚀的光纤传感监测装置

钢筋的腐蚀逐渐成为影响钢筋混凝土结构耐久性的主要因素.腐蚀后的钢筋体积膨胀,保护层逐渐开裂,进而降低结构的使用性能、影响结构的耐久性.基于钢筋混凝土结构中钢筋腐蚀膨胀原理与光纤光栅应变传感技术原理,提出一种新型钢筋腐蚀监测装置.根据推导出的FBG波长与钢筋锈蚀率的关系,制作钢筋混凝土试件并进行加速试验.最后利用ABAQUS有限元软件结合试验结果进行数值模拟,模拟结果与试验结果相吻合.试验结果表明,设计出的新型钢筋腐蚀传感装置能有效的监测钢筋的腐蚀程度,可实现混凝土保护层开裂过程的全程监测.     

基于极化曲线的镁水泥混凝土中钢筋腐蚀试验

针对西部盐湖地区出现破坏盐湖资源环境生态平衡的镁害问题,结合西部盐湖地区建筑材料受盐卤腐蚀破坏严重的状况,模拟西部盐湖环境条件,进行镁水泥钢筋混凝土中不同涂层钢筋的室内快速腐蚀试验.镁水泥混凝土中的裸露钢筋作为对照组,其他经过涂层处理的四组钢筋作为试验组;通过CS350电化学工作站对钢筋的电化学腐蚀行为进行研究,分析镁水泥钢筋混凝土中不同涂层钢筋的极化曲线以及钢筋腐蚀速率.试验结果表明:各种涂层防腐效果从高到低依次为环氧树脂涂层、杰美特涂层、美佳丽涂层、新美特涂层;环氧树脂涂层的腐蚀速率为裸露钢筋腐蚀速率的1/1 600~1/2 000,新美特涂层的腐蚀速率为裸露钢筋的1/20~1/30.     

混凝土中钢筋的腐蚀机理与腐蚀速率控制研究

采用极化曲线和电化学阻抗谱法,研究了混凝土中钢筋在不同试验条件下的腐蚀机理及其腐蚀速率计算方法.结果表明:在自然腐蚀条件下,钢筋腐蚀反应过程受阳极反应控制,采用修正的双向线性极化电阻公式计算其腐蚀速率.然而在通电加速腐蚀条件下,钢筋的腐蚀反应过程受电化学和浓差极化混合控制,通过拟合弱极化曲线可以得到相对准确的极化电阻....     

用三要素综合评估混凝土中钢筋腐蚀状态

介绍了一种判断钢筋腐蚀状况的方法——EBR法．该方法采用钢筋自然腐蚀电位、腐蚀电流密度、混凝土电阻率三个电化学要素判断钢筋腐蚀状况，解决了美国ASTMC876—91标准等单一要素判别方法判断钢筋腐蚀的缺陷，并准确地对北京某一重点工程大楼部分区域混凝土中钢筋的腐蚀状态进行了评估．     

局部钢纤维混凝土梁腐蚀后弯曲性能试验研究

为了研究海洋防腐蚀结构工程耐久性,采用局部钢纤维混凝土制作了9根试验梁,通过模拟海洋环境中进行干湿交替的循环腐蚀作用,进行腐蚀电位测试.对不同钢纤维体积率、不同钢纤维铺设厚度、不同腐蚀程度的钢纤维钢筋混凝土梁进行四点弯曲静力试验研究.结果表明:混凝土中的分布于钢筋周边的钢纤维,改变了含水腐蚀介质中离子的汇聚方式,阻止了内部钢筋的腐蚀.钢纤维的加入对于提高钢筋混凝土梁的开裂载荷和耐久性具有重要作用.当钢纤维体积率为1.25%、钢纤维混凝土厚为50 mm时效果最为显著.采用钢纤维作为主动防止钢筋锈蚀的工程技术具有广泛的应用前景.     

聚丙烯纤维混凝土抗钢筋腐蚀试验研究

对掺聚丙烯纤维的粉煤灰混凝土抗钢筋腐蚀能力进行了试验研究,比较了纤维掺量分别为0、0．8、 1．1 kg／m3的聚丙烯纤维混凝土抗钢筋腐蚀的能力．试验研究表明,粉煤灰混凝土的抗钢筋腐蚀能力随旨聚 丙烯纤维掺量的增加而增加,当混凝土中纤维的掺量达到0．8 kg／m3时,抗钢筋腐蚀能力较基准混凝土提高 16％,当纤维掺量达到1．1 kg／m3时,抗钢筋腐蚀能力较基准混凝土提高43％．     

PZT智能钢筋监测系统的优化研究

针对PZT智能钢筋监测技术在实际应用中遇到的混凝土材料阻尼过大,应力波衰减过快,监测系统无法获得足够强度的输出信号的问题,通过增加传感器PZT片的数目、改变PZT长度和配置方式,对智能钢筋系统进行优化,并对优化后的PZT智能钢筋系统进行了室内实验和数值模拟实验研究.结果表明,输出信号和嵌缝宽度呈指数关系,其优化的极限状态为PZT与钢筋之间的缝隙尺寸为零.     

混凝土梁桥动力特性对耐久性指标的灵敏度

根据简支梁的振动频率和振型函数,建立了基于监测信息条件下的可靠度功能函数.采用可靠性的灵敏度分析方法,研究材料参数和截面几何参数对混凝土梁桥振动频率的影响.理论分析表明,振动频率对钢筋弹性模量的灵敏度低于对混凝土弹性模量的灵敏度,对混凝土截面惯性矩的灵敏度低于对钢筋截面惯性矩的灵敏度.算例表明,振动频率对钢筋腐蚀的灵敏度高于对跨中损伤的灵敏度;当钢筋腐蚀程度和跨中损伤程度分别为5%,10%,15%和20%时,钢筋腐蚀引起的1阶振动频率变化率是跨中损伤引起的1阶振动频率变化率的1.94,1.85,1.80和1.74倍.     

用埋设的微型探测器监测不同性能混凝土内的钢筋腐蚀

为了评估钢筋在不同性能的混凝土内的腐蚀程度,腐蚀程度和导致腐蚀的环境,做了一个试验,在试验中使用了微型探测器,将它们贴着钢筋埋设在混凝土内,用它们来测出三种电化学特性值：自然电位;极化电阻和电解质电阻。     

混凝土中钢筋的腐蚀与防护

混凝土已成为世界上用量最大的建筑材料之一,而关于混凝土中的钢筋腐蚀所引发的问题也日益增多。本文就混凝土中钢筋腐蚀的原因和机理进行了论述,并进一步提出了钢筋腐蚀的防护措施。     

考虑端部效应的钢筋锈蚀自发漏磁检测试验与仿真

自发漏磁检测技术可以对钢筋锈蚀缺陷进行诊断,但是当锈蚀区域距离钢筋端部较接近时,该区域漏磁信号会受到端部退磁场信号的影响。本文针对端部效应较明显的钢筋进行加速锈蚀试验,采集钢筋空间自发漏磁信号,通过试验和COMSOL仿真分析,提出了基于切向磁感应强度梯度峰值间距的钢筋锈蚀宽度判别方法,构建了考虑端部效应的钢筋锈蚀度评价指标。结果表明：当提离高度为6cm时锈蚀宽度判别方法的最小相对误差为4%,平均相对误差为27.9%;通过有限元仿真分析验证,该方法同样适用于锈蚀区域不对称时锈蚀宽度的判断;该钢筋锈蚀度评价指标能有效的排除磁参数差异造成的端部效应影响,且该指标数值出现异常下降时,表示钢筋的锈蚀程度已经处于严重阶段。     

丙烷储罐湿硫化氢腐蚀监测技术

钯合金膜氢传感器、恒电势仪、电脑等构成腐蚀监测系统.钯合金膜氢传感器的信号稳定、可靠,由氢传感器检测氢渗透的稳态电流密度,通过16MnR钢的腐蚀速率随稳态氢渗透电流密度变化的方程,计算设备内部湿硫化氢腐蚀速率.现场试验证明该监测系统可用于监测丙烷储罐的硫化氢腐蚀速率和评估设备的安全运行状态.     

钢筋非均匀锈蚀轮廓线理论解

基于金属腐蚀的电化学原理,结合钢筋混凝土结构中钢筋锈蚀的实际过程,从理论上推导了一般大气环境条件下钢筋的锈蚀速度以及不同服役时间,钢筋各部位的锈蚀深度及锈蚀后的体积变化规律,得到了钢筋非均匀锈蚀轮廓线的理论计算模型,并与相关文献模型及实测的数据进行对比分析,验证了其正确性。     

若干无机缓蚀剂对混凝土中钢筋的阻锈作用

通过含NaCl介质溶液的浸泡实验,利用电化学实验检测技术,观测和比较了NaNO2等8种无机缓蚀剂添加于混凝土中对钢筋的阻锈作用,结果表明,在本实验条件下,NaNO2等缓蚀剂对钢筋明显的阻锈作用,在pH=9.50％,含10％NaCl的混凝土模拟液中,外加NaNO2后,混凝土中钢筋的腐蚀电位正移,腐蚀电流可下降至未加缓蚀剂的1／6,缓蚀剂的加入不同程度地提高了钢筋耐点蚀的性能。     

CFRP预警传感器的研究

利用碳纤维增强复合材料(CFRP)的导电性和压电效应,根据碳纤维断裂时所形成的电阻阶跃信号,分别采用直接铺层和预先铺层2种方法制成对结构不同状态进行监测的CFRP预警传感器,该预警传感器具有造价低、耐腐蚀、监测信号易于获取等优点,并将此传感器应用于5根钢筋混凝土梁的试验研究.结果表明,CFRP预警传感器对于钢筋混凝土梁宏观行为的预测具有较好的效果,在混凝土开裂、钢筋屈服等关键时刻,其电阻信号发生突变,触发预警信号,该传感器对于钢筋混凝土类构件的监测具有实用性.     

锈蚀钢筋混凝土偏心受压柱承载力试验研究

试验研究了低锈蚀率钢筋对偏心受压构件承载力的影响.将4根钢筋混凝土柱置于湿盐砂中外通直流电加速锈蚀,锈蚀完毕后与3根未锈蚀柱进行偏心受压试验,试验在5 000 kN长柱试验机上进行.另外对锈蚀钢筋进行了拉伸试验.结果表明,偏心距较小时,锈蚀柱截面应变仍符合平截面假定;偏心距相同时锈蚀柱的承载力及刚度比完好柱明显降低.锈蚀钢筋的名义屈服强度、名义极限强度随锈蚀率呈线性降低;随钢筋锈蚀率增大,钢筋的延性降低更快.     

锈蚀钢筋混凝土梁静承载力性能试验

通过对7根钢筋混凝土梁的静载试验,分析剪跨比和钢筋锈蚀率对试验梁的承载力、荷载-挠度曲线、钢筋和混凝土应变变化等力学性能的影响.结果表明,剪跨比仍是决定钢筋锈蚀梁性能的主要因素,钢筋锈蚀程度并不改变其破坏类型,但钢筋锈蚀严重时会出现由适筋破坏向少筋破坏转变的现象.随着钢筋锈蚀程度的增加,钢筋混凝土梁的承载力和整体刚度均...     

混凝土中钢筋锈胀过程的计算机仿真分析

基于混凝土中的钢筋锈胀损伤机理,提出一种采用温度膨胀环代替锈蚀产物的模拟方法,通过温度膨胀模拟锈蚀产物的体积膨胀作用,通过膨胀环厚度的增大模拟钢筋锈蚀的发展过程,通过变化温度膨胀环的温度膨胀系数,可以考虑不同锈蚀产物的影响,通过变化膨胀环的形状可以模拟混凝土中钢筋不均匀锈蚀,为混凝土中钢筋锈胀损伤机理的研究提供了一种有效方法,对保护层厚度、钢筋半径、钢筋位置、不同间距相邻钢筋对钢筋锈胀力的影响规律进行了计算分析,计算表明,保护层厚度和钢筋半径之比上影响混凝土中钢筋锈胀力的重要因素,且相邻钢筋锈蚀的附加影响不容忽视。     

阳离子类型对钢筋腐蚀临界氯离子浓度的影响

采用饱和Ca(OH)2溶液和水泥浸泡液2种混凝土模拟孔溶液,选用NaCl,KCl,MgCl2和CaCl2等4种氯盐,通过逐级添加氯盐方式腐蚀钢筋,以半电池电位法测得的自腐蚀电位和电化学阻抗技术测得的腐蚀电流密度分别判定钢筋起始腐蚀对应的临界氯离子浓度.研究结果表明:阳离子类型对钢筋腐蚀的临界氯离子浓度有明显影响;在饱和Ca(OH)2溶液中,Mg2+和Ca2+降低了钢筋腐蚀的临界氯离子浓度;在水泥浸泡液中,Mg2+和Ca2+则提高了钢筋腐蚀的临界氯离子浓度;在2种混凝土模拟孔溶液中,同价阳离子的临界氯离子浓度相同.