锈蚀钢筋混凝土梁的结构性能退化模型

通过对锈蚀钢筋混凝土梁的试验 ,研究了结构性能退化机理。根据退化机理分析 ,锈蚀钢筋的力学性能退化以及锈蚀钢筋与混凝土粘结性能退化是导致钢筋混凝土锈蚀梁的结构性能退化的主要因素。通过锈蚀钢筋力学性能及其与混凝土的粘结性能的试验研究 ,建立了锈蚀钢筋的应力 -应变关系和锈蚀钢筋与混凝土的粘结应力 -滑移关系的退化模型。在基本力学性能研究基础上 ,建立锈蚀梁有限元模型 。

混凝土内钢筋锈蚀层发展和锈蚀量分布模型研究

从研究钢筋锈蚀物膨胀对钢筋/混凝土界面区构造的影响着手,通过对锈蚀层形成、发展及其细观构造的研究,揭示混凝土内钢筋锈蚀量分布规律;在钢筋锈胀开裂前,钢筋锈蚀量基本分布在面向混凝土保护层一侧的钢筋半圆周上,离混凝土保护层最近处锈蚀量最大,离保护层表面距离越远,锈蚀量越小;其锈蚀量在其半圆周上呈半椭圆形分布。钢筋锈胀开裂初期,钢筋锈蚀逐渐向背向混凝土保护层一侧发展,在背向保护层一侧的钢筋锈蚀量分布被假定为均匀分布,和面向混凝土保护层一侧的最小锈蚀量衔接。

锈蚀钢筋混凝土的粘结性能退化的试验研究

通过电化学原理对钢筋混凝土拔出试件进行加速锈蚀并控制其锈蚀量，根据锈蚀变形钢筋的拔出试验结果表明：由于变形钢筋与混凝土间化学胶结力、机械咬合力、混凝土对钢筋的约束力随钢筋锈蚀率的增加而明显下降，钢筋与混凝土间的粘结性能与剪切刚度性能明显退化。最后根据试验结果的统计分析。

人工气候与恒电流通电法加速锈蚀钢筋混凝土梁的结构性能比较研究

采用人工气候环境和恒电流通电法对钢筋混凝土梁进行加速锈蚀试验,以钢筋混凝土梁底顺筋锈胀裂缝宽度为标准,对钢筋表面锈蚀特征、锈蚀钢筋力学性能、以及锈蚀钢筋混凝土梁的结构性能进行了试验研究与比较分析。由于人工气候环境与恒电流通电法使混凝土内钢筋锈蚀的电化学机理不同,试验结果表明:在混凝土表面顺筋锈胀开裂宽度相同条件下,两种环境引起的钢筋表面锈蚀特征、锈蚀钢筋名义强度和延伸率、锈蚀钢筋混凝土梁承载能力与延性均有明显的差异。人工气候环境模拟自然环境气候过程,并强化了气候因素的老化作用,使混凝土内钢筋锈蚀具有相同的电化学机理,并达到加速锈蚀的目的,将对进一步研究钢筋锈蚀程度对结构性能退化影响具有重要的学术和实际意义。

锈蚀钢筋的力学性能退化研究

从现场采样、试验室加速模拟腐蚀及模拟制作三个途径获取试件，通过对试件的拉伸试验，其结果表明：随钢筋锈蚀率的增加，钢筋的强度、延伸率随之下降。根据锈蚀钢筋的有限元分析，钢筋拉伸状态下的应力分布存在应力集中现象，随锈蚀率的增加，应力集中现象越趋明显。根据试验结果与分析结果的统计分析，提出锈蚀钢筋的应力与应变关系。

受氯盐严重侵蚀的建筑物结构补强

本文通过一个受氯盐严重侵蚀的钢筋混凝土框架的结构补强实例,提出了提高结构承载能力与耐久性的结构补强原则.本文重点讨论了该工程采用的补强材料的耐久性性能,并用物理化学观点对补强后的结构耐久性进行了定量估计.

建筑物改造中的锚筋牛腿技术

结合建筑物改造工程实例,在现有钢筋混凝土柱上采用锚筋技术附加钢筋混凝土短牛腿,用以支承增设的钢筋混凝土现浇楼面.通过实验室的试验研究,探明了附加牛腿的破坏机理,明确了该工程的设计计算方法.

锈蚀钢筋混凝土柱的结构性能退化特征

在恒定压应力状态下 ,对钢筋混凝土柱进行了钢筋加速锈蚀试验。通过试验研究和有限元模拟分析 ,对轴压钢筋混凝土柱在锈蚀过程中的力学性能进行了动态分析 ;提出了压应力状态下锈蚀过程中柱截面应力重分布的特点与发展阶段 ;

村镇砖混住宅抗采动变形的结构保护体系研究

以二层三开间砖混结构住宅为研究对象，在地表土移动对基础底面的作用机理研究成果基础上，对地表发生采动变形，特别是曲率变形的情况，采用有限元方法分析了无抗采动结构保护措施建筑物的破坏机理，以及现有抗采动变形措施的保护作用与机理．在分析结果基础上，提出了以经济、安全为目的的抗地表采动变形的结构保护体系．

钢筋混凝土结构局部补强的收缩应力分析

在钢筋混凝土结构补强中,收缩开裂严重影响了结构补强后的耐久性和强度的恢复.本文提出了收缩应力发展的数学与力学模型,建立了与时间相关的非线性分析方法.根据结构补强试验结果表明该分析方法是可行的.这种分析方法能预计修复材料在补强结构中的应力发展和开裂情况.分析表明收缩应力不仅与修复材料的性能有关,而且与本体结构的刚度,结构的连续性有关.

胶泥修复与粘钢加固混凝土板的试验研究

在工业环境下钢筋混凝土板受到严重侵蚀,可采用结构胶泥找平后粘覆钢板进行加固.结构胶泥的材料试验表明,该胶泥具有和钢板与本体混凝土粘结强度高、耐腐蚀性强、早强、高强等特点.通过对混凝土板的加固修复试验研究可知,修复材料能抵抗旱期约束收缩引起的拉应力,钢板与原混凝土板的协同工作性能良好,保证了钢板在加固板中充分发挥其强度的作用.本技术在工程应用中取得了良好的效果.

混凝土内钢筋锈蚀层发展的力学与腐蚀效应研究

为发现氯盐侵蚀环境下混凝土内钢筋发生锈蚀的规律，通过对钢筋与混凝土界面的细观观测，描述了锈蚀层形成与发展过程，得出钢筋锈胀力分布形态，揭示了混凝土内钢筋锈蚀速率变化的时变过程．

结构修复材料的早期拉徐变研究

对 3种典型结构修复材料进行了早期拉徐变试验研究 ,并以三元件模型为基础建立修复材料的拉徐变数学模型 .通过试验 ,测定了 3种典型修复材料的拉徐变模型参数 ,从而根据数学模型确定了早期拉徐变及其松弛模量表达式 .模型分析与试验结果吻合良好 。

氯盐腐蚀钢绞线的受拉性能退化特征

通过制作专门的掺盐混凝土试件获取腐蚀钢绞线试样,然后通过静力拉伸试验研究了腐蚀钢绞线的受拉性能退化特征.结果表明：含氯盐混凝土中钢绞线具有典型的坑蚀形态特征;坑蚀引起钢绞线钢丝脆性断口的比例增大;由于坑蚀钢绞线中各钢丝的蚀坑形状、尺寸以及分布不同,使得其在静力拉伸时出现了各钢丝不同步断裂的现象;受蚀坑应力集中效应及截面削弱效应的影响,钢绞线的最大承拉力和极限平均应变出现了显著降低：在0-0.85%的腐蚀率水平下,前者约降低了9%-23%,后者约降低了50%-80%;但在上述腐蚀率水平下,钢绞线的名义弹性模量未出现明显降低.

混凝土中变形与光圆钢筋腐蚀速率试验研究

为了比较含氯离子的混凝土中变形钢筋及光圆钢筋腐蚀特征和腐蚀速度的不同,制作了同时含有变形和光圆2种钢筋并掺加了质量为水泥质量3%的盐w(NaCl)的混凝土试件,然后进行了近一年的室外自然气候暴露试验.试验期间利用电化学线性极化法和试件腐蚀失重称量方法测试了2种钢筋的腐蚀速度;并分析和总结了它们的腐蚀特征.试验结果表明光圆钢筋的腐蚀机理主要是微电池腐蚀,腐蚀形态比较均匀,平均腐蚀失重率比变形钢筋大;而变形钢筋腐蚀机理主要是宏电池腐蚀,腐蚀主要发生在钢筋表面某几个局部区域,局部最大坑蚀深度约为光圆钢筋最大坑蚀深度的1.7倍.

混凝土中钢筋腐蚀速率的理论模型

根据金属腐蚀极化理论推导了电化学极化控制和氧浓差极化控制两种条件下混凝土中钢筋腐蚀速率的理论模型.模型显示:电化学极化控制下,稳定腐蚀状态下能斯特扩散层以外孔隙液中Fe2+和OH-的浓度对腐蚀速率的影响呈负指数关系,且影响随浓度降低而渐趋剧烈;温度对腐蚀速率有较大影响,约呈正指数关系,在自然温度范围内,温度每升高10K,腐蚀速率约升高1倍;应力对腐蚀速率的影响接近正线性关系,对应力较低的普通钢筋影响较小,但对应力较高的预应力钢筋影响可观;氧浓差极化控制下,腐蚀速率与氧气在整个混凝土保护层内的等效扩散系数呈正比,与混凝土保护层厚度及钢筋表面温度呈反比.

混凝土中钢筋的腐蚀动力学行为

根据电化学理论讨论了钢筋腐蚀动力学中混凝土电阻影响及腐蚀控制模式2个基本问题,推导了钢筋腐蚀的阴阳极极化方程及腐蚀电位表达式,分析了影响钢筋腐蚀速率的若干主要因素.结果表明,混凝土电阻通过影响腐蚀电极的极化阻力间接影响钢筋腐蚀速率;腐蚀的直接阻力仅仅来自极化阻力;当混凝土孔隙水含量极高时,腐蚀速率由氧浓差极化控制,并与含水率呈减函数关系,反之,则由电化学极化控制,并与含水率呈增函数关系;钢筋应力增大可以提高电化学极化控制下的腐蚀速率,但对氧浓差极化控制下的腐蚀速率并无影响;保护层厚度增大可以减小氧浓差极化控制下的腐蚀速率,但对电化学极化控制下的腐蚀速率并无显著影响.

粉煤灰复合水泥对改善混凝土性能的试验研究

复合水泥对混凝土性能的影响,尤其是耐久性能的影响,一直是人们普遍关心的问题.通过混凝土抗压强度试验和混凝土耐久性加速试验,对以粉煤灰作为主要混合材的复合水泥配制的混凝土的综合性能进行了研究.研究表明,复合水泥基混凝土3 d,28 d强度大于粉煤灰混凝土,和同强度等级的普通硅酸盐水泥基混凝土较为接近,而抗氯离子渗透性能则明显优于普通水泥基混凝土和粉煤灰混凝土.用粉煤灰作为主要混合材的高性能复合水泥来配制混凝土,是改善混凝土综合性能的非常有效的方法.

不同锈蚀条件下混凝土内钢筋锈蚀物膨胀性能比较和机理分析

不同条件下混凝土中钢筋锈蚀产物的成分不同,膨胀倍数不同,胀力也不同.本文利用X射线衍射技术分析了不同锈蚀条件(人工气候环境、实际自然环境、恒电流通电)、不同锈蚀程度(开裂前后)钢筋锈蚀产物的物质组成和相对含量,推导了钢筋锈蚀层的体积膨胀系数的计算方法,并根据各锈蚀产物的相对含量,确定了在不同条件下混凝土中钢筋锈蚀层的体积膨胀倍数.研究表明,虽然不同锈蚀条件下,混凝土内钢筋锈蚀层中的各锈蚀产物相对含量不同,但不同侵蚀条件下锈蚀产物膨胀倍数却较为接近,约为2.20～2.45,通电加速锈蚀试样中钢筋锈蚀产物的体积膨胀倍数略小于人工气候加速环境和实际自然环境条件下钢筋锈蚀产物的体积膨胀倍数,气候条件对锈蚀产物的体积膨胀倍数没有明显的影响.

混凝土中钢筋锈蚀速率的时变模型

为确定混凝土中钢筋锈蚀速率随时间的变化规律,根据法拉第定律建立了钢筋锈蚀产物随时间的变化关系,在此基础上分析了钢筋锈蚀产物对混凝土孔隙率及混凝土氧气扩散性能的影响关系;建立了混凝土中钢筋锈蚀速率的时变模型.在恒温恒湿条件下,对钢筋锈蚀速率随时间的变化关系进行试验研究.试验结果表明:在其他因素不变的情况下,混凝土中钢筋锈蚀速率随时间的增长而逐渐降低,直至混凝土保护层开裂;时变模型所计算的钢筋锈蚀速率随时间的总体变化规律和试验结果所测试的总体规律基本一致,模型可以用来预测钢筋锈蚀速率随时间的变化规律.