基于阳极梯传感器的高桩码头耐久性监测研究

为了获取沿海高桩码头结构的耐久性能参数,基于阳极梯传感器在天津港一新建高桩码头设计部署了结构耐久性监测(SDM)系统,用于钢筋混凝土结构的耐久性监测。通过监测数据分析可知,阳极之间的电阻随环境温度的升高而降低,随环境温度的降低而升高;阳极梯传感器会受到温度和湿度的共同影响,导致传感器的某些阳极相对于阴极的电流出现异常,导致误判钢筋脱钝的情况。因此,需要结合电流、电压、电阻、温度等监测数据综合确定阳极的极化状态,不能简单地仅靠电流值来确定。

基于阳极梯系统的苏通大桥锚固区腐蚀监测研究

对腐蚀的发生机理和影响因素进行了概括,介绍了基于宏腐蚀原理开发的阳极梯系统的工作原理和评价体系;鉴于阳极梯系统难以捕捉到腐蚀发生时的微电流,运用法拉第第二定律计算钢筋锈蚀质量损失存在较大误差,因此采用干湿循环交替试验修正了混凝土开裂后锈蚀质量损失与宏电流的函数关系;根据苏通大桥索塔锚固区的实测数据,简要评估了当前索塔塔壁混凝土碳化程度和钢筋的腐蚀状态。结果表明:索塔锚固区混凝土不同深度的电位及电阻率变化较为稳定,腐蚀宏电流曲线相对平稳,宏电流极值远小于耦合电流的临界值15μA,锚固区混凝土的碳化速度缓慢,钢筋尚未发生腐蚀。研究结果可为相关桥梁结构腐蚀监测提供一定的参考。

基于阳极梯传感器的新建高桩码头结构耐久性监测与自动控制技术研究

近年来,基础设施结构健康监测技术受到了广泛关注。但目前针对沿海港口高桩码头结构耐久性自动化监测技术的研究较少。由于阳极梯传感器具有体积小、耐久性好、寿命长等优点,文章设计并实现了基于阳极梯传感器的天津港南疆27#通用码头工程的结构耐久性监测系统。该系统可实现钢筋混凝土结构耐久性监测,为高桩码头钢筋锈蚀状况监测提供了一种先进的技术手段。耐久性监测系统布设时,在码头前承台和后承台的钢筋混凝土构件中共安装了2个阳极梯传感器,并进行了连续18个月的数据监测,各传感器数据信号良好,由此表明传感器布设方法是合适的,监测系统适合沿海港口高桩码头结构耐久性的连续、原型监测。天津港南疆27#通用码头工程结构耐久性监测系统的部署是沿海港口码头结构耐久性监测系统应用的典型案例,也表明结构耐久性监测系统在沿海港口码头钢筋锈蚀状态监测应用方面的巨大潜力,该研究可为沿海港口高桩码头结构耐久性监测系统的布设提供技术参考。

预埋式阳极梯监测系统研究

通过测量预埋式阳极梯监测系统中两极间的电位差及其宏电流,同时运用半电池电位法对阳极钢筋的锈蚀状态进行评估,分析得出监测系统电化学参数与钢筋锈蚀状态之间的定性关系。测试表明,该阳极梯监测系统可较好地判断钢筋的锈蚀状况,为其结构耐久性评定、剩余寿命预测提供了依据。

梯形阳极系统监测混凝土耐久性的试验研究

半电池电位法是混凝土耐久性监测的主要方法之一,目前应用最广的传感器主要是德国SensorTech公司的阳极梯系统。由于混凝土耐久性的演变是一个长期的过程,靠实际工程对该监测技术的实际效果还难以在短时间内做出评价。因此,需要通过试验进行检验和解读监测数据与混凝土状态的相关性。针对该梯形阳极系统,设计制作了与实际背景工程相同的混凝土试件。通过对整个混凝土试件连续数月的加速腐蚀试验,检验该技术在混凝土结构腐蚀监测上实用效果。在本试验中,总体上随着氯离子渗透的发展,阳极梯读数伴随相应变化。各阳极棒电位按顺序先后呈现负移变化,并与氯离子渗透深度具有显著的相关性。就现有的试验结果看,采用该阳极梯对混凝土结构进行监测是可行的,总体上可以较好地跟踪氯离子侵入状况和发展速度。

马尔代夫中马友谊大桥耐久性设计

马尔代夫中马友谊大桥是“一带一路”重点工程,主桥为六跨叠合混合梁V形墩刚构桥。为了确保大桥100年设计使用寿命,调研了马尔代夫既有建筑结构的腐蚀现状,分析了项目所处环境的腐蚀介质,对混凝土结构及钢结构所处腐蚀环境及类型进行了划分。确定了混凝土结构采用海工高性能混凝土和适当增加混凝土保护层厚度的基本防腐措施,并针对不同结构部位增加附加防腐措施;钢结构采用重防腐体系的耐久性设计原则。腐蚀重点关注的构件布置了阳极梯系统。对桥梁混凝土构件的耐久性进行监测与评估,并针对相应腐蚀情况提出防护措施,确保大桥耐久性满足全寿命期要求。

国外混凝土结构耐久性监测传感器在国内工程中的适用性

采用动电位极化和线性极化技术研究了国内普通钢筋、阳极梯监测传感器所用普通钢筋和ECI-2传感器所用普通钢筋的点蚀临界浓度和点蚀后的腐蚀速率。研究结果表明:ECI-2传感器所用普通钢筋的点蚀临界氯离子浓度与国内普通钢筋相似,点蚀速率略小于国内普通钢筋;阳极梯传感器所用的普通钢筋的点蚀临界氯离子浓度要高于国内普通钢筋,点蚀速率要明显低于国内普通钢筋。因此,在用这两种传感器进行国内工程耐久性监测时应对监测结果进行修正。

混凝土耐久性监测系统在埃及塞得东港集装箱码头工程中的应用

钢筋混凝土耐久性监测对于确保结构的设计使用寿命具有重要意义。文章介绍了以阳极梯系统为主的耐久性监测系统的工作原理及其在埃及塞得东港二期集装箱码头工程中的应用。初步监测结果表明,混凝土外部环境及其施工工艺对耐久性监测结果具有重要影响。对不同位置的阳极梯系统不能采用单一判据判断和预测腐蚀,必须实施长期监测以观察阳极梯电压及电流的突变,才能作出准确判断。

温度对埋入式混凝土结构耐久性监测传感器监测结果的影响

针对当前混凝土结构耐久性监测常用的ECI-2传感器和阳极梯传感器,研究温度变化对两种传感器监测结果的影响。研究结果表明:温度对ECI-2传感器的氯离子探针电位和线性极化电阻影响较大,尤其是线性极化电阻,但对钢筋的自腐蚀电位影响不大;对阳极梯传感器的自腐蚀电位和电偶腐蚀电流影响不大,但对混凝土电阻的监测结果影响较大。在实际工程中采用这两种传感器监测混凝土结构的耐久性健康状况时,必须对受温度影响大的监测参数进行修正。

混凝土耐久性监测系统安装技术

钢筋混凝土耐久性监测是耐久性再设计过程中重要的一环。从一种混凝土耐久性监测系统——阳极梯系统的工作原理出发,介绍了该系统的安装技术,并阐述了在埃及塞得东港二期集装箱码头工程安装过程中出现的问题及解决办法。

海洋环境下混凝土结构钢筋锈蚀率研究

为探讨海洋环境下混凝土结构内部钢筋锈蚀情况,分析阳极梯传感器阳极电位与钢筋锈蚀率之间的定量关系,在实验室制备了两组钢筋混凝土试件。A组试件(尺寸为500×350×90 mm^(3))埋置阳极梯传感器;A′组试件(尺寸为300×150×90 mm^(3))为无阳极梯试件。采用电加速腐蚀方法对试件进行192 h通电腐蚀,通过无损测试记录阳极梯传感器各阳极电位、电流和电阻信号,结果表明:通电24 h后试件表面出现锈胀裂缝,A 1阳极棒开始发生锈蚀。通过破损试验得到钢筋锈蚀率与通电时间、钢筋电位之间的关系,结果表明阳极梯阳极电位与其锈蚀率之间存在二次递增曲线关系。最后建立氯离子单向渗透理论模型,计算得到钢筋锈蚀率与钢筋电位的关系,并与实验结果进行对比,验证了模型的有效性。