浅谈水下钢筋混凝土结构中钢筋锈蚀的原因及控制

水下混凝土浇注中,一旦发生事故,应采取相应措施,尽可能避免事故扩大或把损失控制在最小限度.本文就一些可能出现的事故进行分析并提出相应处理办法.钢筋混凝土结构裂缝控制指南章节条文,首先概括简介了钢筋混凝土结构裂缝控制指南适用范围、钢筋混凝土结构的裂缝、裂缝的类型、裂缝产生的原因及对应于不同原因的裂缝控制措施.水下混凝土中钢筋锈蚀的现状;水下钢筋混凝土钢筋锈蚀的原因;评定与检测水下混凝土构件中钢筋的锈蚀的状态,对钢筋混凝土构件可做出使用寿命的推测和预见.     

论水下混凝土结构中钢筋的锈蚀

水下混凝土中钢筋较容易锈蚀,且锈蚀的原因较复杂。通过一些方法对水下混凝土构件中钢筋的锈蚀的状态进行评定与检测,可做出对钢筋混凝土构件使用寿命的推测和预见。     

锈蚀钢筋混凝土梁的裂缝研究

裂缝特征是反映钢筋混凝土构件正常使用极限状态的一个重要指标.制作了37片不同钢筋类型和配筋率的钢筋混凝土梁,通过外加电流的方法使其加速锈蚀,并通过电流强度、通电时间控制其锈蚀率.讨论了试件在静载试验中的裂缝开展过程及特点.通过与《公路钢筋混凝土及预应力混凝土桥涵设计规范》(JTGD62-2004)和《混凝土结构设计规范》(GB 50010-2002)相关公式进行对比分析,建立了钢筋锈蚀率与平均裂缝间距、裂缝宽度的关系.试验研究结果表明,锈蚀率较小时,钢筋混凝土受弯构件的裂缝特征与普通钢筋混凝土构件相同;而锈蚀率较大时,裂缝间距变大,宽度增加.该结果可用于锈蚀钢筋混凝土受弯构件承载力的评估.     

钢筋混凝土结构锈蚀损伤的解析

混凝土材料是土木工程中不可缺少的材料,钢筋混凝土结构是最主要的结构形式,被广泛应用在土木工程中。钢筋的锈蚀会导致混凝土结构耐久性降低,影响混凝土结构的使用寿命。钢筋混凝土锈蚀破坏形态主要是混凝土顺筋胀裂破坏。混凝土开裂过程总共分为四个阶段：裂缝产生阶段、自由膨胀阶段、裂缝扩展阶段、膨胀应力产生阶段。混凝土一般会发生两种形态的胀裂破坏：第一种是“层裂”,层裂是指开始隐藏于构件内部,是沿着沿着钢筋层面方向的胀裂。第二种是显示于表面的顺筋胀裂。该文主要站在改善和提高钢筋混凝土耐久性的角度,分析了预防和解决混凝土结构锈蚀损伤的几点建议。     

不同龄期在役结构的抗震性能评估

许多国内外地震震害实例表明,随着时间的推移,修建于不同年代的在役建筑结构在各种外部和内部因素的影响下,会产生耐久性损伤,导致结构的抗震性能降低,在大震过程中较容易发生震损破坏。以某8度区在役钢筋混凝土框架结构为背景,利用ETABS有限元分析软件,并基于损伤构件恢复力骨架曲线建立了"锈蚀钢筋混凝土框架结构模型",以静力非线性(Push-over)分析方法为理论依据,对结构进行抗震性能评估。     

锈蚀钢筋混凝土结构抗力衰变综述(Ⅱ):构件层次

为准确预测钢筋混凝土构件的时变抗力,回顾了锈蚀钢筋混凝土构件力学性能的研究现状,总结了既有锈蚀钢筋混凝土结构的梁、柱抗力衰变模型,指出了现阶段研究存在的不足及有待进一步探讨的方向.结果表明:腐蚀影响下的结构抗力衰变模型的建立尚未达成统一共识;抗力衰变研究主要关注承载力、变形等外部宏观力学性能的演化,对破坏过程中内部细/微观损伤研究相对较少;劣化钢筋混凝土构件试验多采用小比例模型,存在一定的尺寸效应;传统的室内加速锈蚀不足以满足实际构件性能演化的模拟需要,依托人工环境模拟试验平台,应综合考虑外部荷载与内部劣化的耦合影响,开展更为先进的加速锈蚀试验.     

基于碳化锈蚀机理的混凝土结构研究

简要阐述分析了混凝土碳化衰减性能、锈蚀钢筋力学性能、锈蚀钢筋与混凝土粘结性能及基本构件性能退化等方面对混凝土结构性能退化的影响,并给出了钢筋混凝土构件剩余承载力的一般计算方法,针对碳化锈蚀破坏给出建议处治方法。     

氯离子侵蚀钢筋混凝土管桩的使用寿命预测

基于氯离子侵蚀引起的钢筋锈蚀机理,将钢筋混凝土管桩的使用寿命分为2个阶段,锈蚀初始阶段和裂缝扩展阶段.依据Fick第二定律和Faraday定律,分别建立了氯离子在钢筋混凝土管桩中的扩散方程和氯离子侵蚀引起的钢筋锈蚀模型,通过确定临界氯离子浓度和钢筋临界锈蚀深度,分别对锈蚀初始阶段时间和裂缝扩展阶段时间进行了预测.并在此基础上,进一步分析了表面氯离子浓度、扩散系数、保护层厚度、钢筋直径、体积膨胀率以及抗拉强度与弹性模量的比值等因素对钢筋混凝土管桩使用寿命的影响.分析结果表明,随着表面氯离子浓度、扩散系数、钢筋直径和体积膨胀率的增大,管桩的使用寿命减小;随着保护层厚度和抗拉强度与弹性模量的比值的增大,管桩的使用寿命增大.     

在役工业建筑可靠性鉴定理论的研究与应用

从结构可靠性基本理论出发,从影响结构可靠性的3种不确定性、结构的极限状态、结构可靠度、在役结构的现状调查、构件检测等方面阐述了在役工业建筑可靠性鉴定的基本原则和方法.根据上述原理,结合郑州市某污水泵站上部钢筋混凝土柱工程实例,通过理论分析和实测研究,对其进行了可靠性鉴定分析,结果表明:该结构混凝土中的氯离子含量严重超标...     

锈蚀钢筋混凝土桥梁力学性能研究综述(Ⅰ)

根据国内外已有的锈蚀钢筋混凝土构件力学性能研究成果,分析了各种研究锈蚀钢筋混凝土构件力学性能的试验方法的特点及其适用性,总结了各种不同受力形式锈蚀钢筋混凝土构件的承载力模型,讨论了各种模型的优缺点和适用范围.最后根据存在的问题,对锈蚀钢筋混凝土构件的力学性能的研究进行了展望和建议.     

含裂缝钢筋混凝土结构复合材料修补的耐久性

20世纪以来，钢筋混凝土已成为土建工程中最为广泛使用的结构材料，而含裂缝钢筋混凝土结构的复合材料延寿修补加固正成为工程师和研究人员面临的主要课题。综述了含裂缝钢筋混凝土结构复合材料耐久性修补的最新研究和发展概况。     

钢筋混凝土结构构件体系可靠度分析

结合钢筋混凝土结构构件的开裂特性,提出了在非线性随机有限元基础上求解体系可靠度的简化计算模型,在此基础上解决了承载能力极限状态下正截面钢筋混凝土梁体系可靠度及正常使用要限状态下钢筋混凝构件限制裂缝开展宽度体系可靠度计算问题,算例分析表明本文方法是合理可行的。     

混凝土保护层锈胀开裂理论预测方法比较

混凝土保护层锈胀开裂是钢筋混凝土结构耐久寿命预测的关键,已有的研究成果使得工程技术人员在具体应用时无所适从.对已有的代表性理论分析方法进行分类,分析了各种方法的特点,通过实例对比了各种方法的准确性.     

荷载与环境因素耦合作用下结构混凝土的耐久性与服役寿命

主要介绍了我国重大基础工程建设迅猛发展的大好形势,分析了国内外重大工程过早失效的典型事例及其对国民经济所带来的巨大损失,证明了提高重大基础工程的耐久性和服役寿命是建设中重中之重的重大举措.其中结构混凝土材料自身的耐久性是关键、是要害、也是核心.还论述了最大限度高效利用工业废渣来取代更多的水泥熟料是节能、节资、保护生态环境和走社会可持续发展的必由之路.重点讨论了如何预测结构混凝土和混凝土结构的耐久性和服役寿命,剖析了重大工程所处环境的多重性、复杂性及诸多损伤因素耦合的正负效应叠加及其交互作用,揭示了不同地区的工程均应综合考虑力学因素、环境因素及材料因素间的耦合作用及其加速工程损伤劣化的规律.为提高混凝土结构耐久性评价和寿命预测的安全性和可靠性,结合当今科研工作进行了分析.     

预应力组合箱梁桥的使用寿命分析

为了研究既有预应力混凝土结构在混凝土碳化后,结构在服役期间的使用寿命,分析讨论了混凝土碳化及与混凝土本身有关的内部因素(如水灰比、水泥品种、骨料品种与粒径、混凝土强度等)和与环境有关的外部因素(如环境湿度、CO2浓度、环境温度等)的影响.以混凝土的碳化深度作为一个随时间变化的随机过程,建立了一般大气环境下,混凝土强度的时变概率随机模型.并将混凝土强度、保护层厚度、荷载横向分布系数以及荷载增长视为随机变量,在此基础上,研究了在不修复的情况下五跨一联预应力组合箱梁主梁和结合面的使用寿命,结果表明结合面的失效概率要大于主梁.荷载增长对结构可靠度指标影响较大.给出了在不同服役年限时结构主梁和结合面的使用寿命可靠度水平,其结果对预测结构剩余寿命和经济、科学地安排养护维修时间具有重要参考意义.     

盾构隧道功能梯度混凝土管片保护层设计及性能

针对武汉长江隧道工程高压富水的环境要求,以提高构件的耐久性,延长其服役寿命为主要目标,引入功能梯度材料设计原理,对盾构隧道管片外保护层材料进行单独设计.对普通混凝土保护层、高性能混凝土保护层及无细观界面过渡区水泥基材料(MIF)保护层等3种体系分别进行了对比分析及相关性能研究.结果表明,无细观界面过渡区水泥基材料表现出更为优异的性能,氯离子扩散系数减小一个数量级,而材料服役寿命增长10倍以上;力学性能及体积稳定性优良,完全满足工程所需强度,整体结构的体积变形匹配性良好,表面未见开裂,有效保证了结构构件的高耐久、长寿命.     

旧有结构性能评估

提出了旧有结构在其剩余使用寿命内预期承受的荷载及其抗力的统计方法和旧有结构可靠度的分析方法，建议了旧有结构构件工作性能的评估标准，最后探讨了将模糊数学用于结构破损评估的问题。     

海湾钢筋混凝土桥梁结构的腐蚀及腐蚀控制研究

处于海洋环境下的钢筋混凝土结构 ,由于结构周围环境中氯离子通过结构砼保护层渗透集聚于钢筋表面并对结构钢筋造成腐蚀损伤 ,并进而影响结构的安全性及耐久性 ,无法保证结构在后续使用期内的正常使用。本文基于结构腐蚀控制的思想 ,针对海湾钢筋混凝土桥梁结构 ,从两个方面阐述了在设计施工及后期使用过程中宜采用的腐蚀防护措施 ,以有效延长结构的实际使用寿命。     

不同措施对热带海洋砼结构服役寿命的影响

海工钢筋混凝土结构由于长期受到海洋盐雾大气、浪溅与潮汐、高温等环境因素作用,大量氯离子侵入混凝土中,致使结构中的钢筋严重锈蚀,从而使混凝土结构难以达到50年的设计寿命要求.本文基于修正的氯离子扩散理论与可靠度理论,通过南海实际工程来探讨一些结构措施和附加措施对海工混凝土服役寿命的影响.结果表明:增大结构的保护层厚度能有效延长结构的服役寿命.对混凝土结构施加一定的附加防护措施,也能够有效地延长混凝土结构在热带海洋环境下的服役时间.最有效的附加防护措施是采用不锈钢钢筋,但是价格太高而应用受限,比较适用的是硅烷外涂或者使用阻锈剂,但对于一维结构而言仅仅使用其中一种并不能保证结构50年的设计寿命.     

既有钢筋混凝土桥梁正常使用极限状态可靠度分析

分析了既有钢筋混凝土桥梁正常使用极限状态可靠度分析的特点;研究和讨论了模糊失效界限和荷载等级提高对既有桥梁正常使用极限状态可靠度影响;以钢筋混凝土最大裂缝宽度作为构件正常使用状态的分析对象,建立了混凝土构件在正常使用状态下的极限状态方程,并根据一座实际桥梁的检测资料进行了可靠度计算,讨论了正常使用情况下各个因素对混凝土构件可靠指标的影响.