锈蚀钢筋性能试验研究分析_惠云玲
锈蚀钢筋力学性能的试验研究
后将混凝土试件放 入人工气 候实验 室 , 设定 人工气候
室 内温 度 T=4 % , 度 R 0 湿 H=9 % , 行 加 速 钢 筋 0 进
锈蚀 。
( .宿迁学院 建筑工程 系. 江苏 1
【 摘
要 】 本文通过对人工气候环境下加速锈蚀 的钢 筋进行拉 伸试验 , 分析 了锈蚀 钢筋力学 性能的退化 规
律, 并与通电加速锈蚀的钢筋力学性能进行 了对 比。
【 关键词】 钢筋; 锈蚀; 力学性能; 退化; 人工气候环境
【 中图分类号 】 T 32 U 9 【 文献标识码 】 A 【 文章 编号】 10 — 842 1)3 06 — 3 01 66 (010 — 02 0
X h 104, hn ; .T eScn abu nier gC . Ld , hn404 , hn ) in70 6 C ia 3 h eodH ror g en o , t.Wu a 30 0 C ia E n i
Ab t a t T r u h t e tn in , s f c ro e te a s a c l r td u d r a t ca l t , — s r c : h o g h e so t to o d d s l b r c ee a e n e r f il ci e me e e i i ma e a i a r p riso o r d d se lb r sa ay e n o a e i o r d d se lb r fg v n s h n c p et f r e t e a si n lz d a d c mp r d w t c r e t e a o a a o — l o e c o h o s l
锈蚀钢筋力学性能试验研究分析
苔
m ∞如 踟 ∞ ∞∞ 加 m O
锈 蚀 钢 筋 力 学性 能试 验研 究分 析
桂 成
摘 要 : 通过 对 1 2根 实际工程 中截取 的不 同锈蚀程 度 的螺纹 钢筋和 光圆钢筋进行 试验 , 9 得到 了钢 筋的 实测 质量损 失 率, 并对其进行 了拉伸试验 , 出了不 同锈 蚀程度 的钢 筋力学性能 随锈 蚀率不 同的变化 规律 , 得到 了锈蚀钢筋 的名义 得 并
精确至 0 1g 。由式 ( ) 算锈蚀 钢筋试 样 的质 . ) 1计 程度 的钢 筋 , 中螺 纹钢筋 ( B 3 ) 其 HR 35 和光 圆钢 筋 ( P 25 各 9 件用天平称重 ( H B3 ) 6 : 根( 螺纹钢筋和光圆钢筋 中, 锈蚀前直径为 1 ,0T 8m 2 l 2 l Im及 2T Im 量损 失率 P
维普资讯
第3 3卷 第 3 1期
2007年 11月
山 西 建 筑
S ANXl ARCHI H TEC TURE
Vo . 3 No. 1 I3 3
N v 20 o. 07
・11 ・ 6
文 章 编 号 :0 96 2 (0 7 3 —1 10 1 0—8 5 2 0 )10 6 —2
的各 3 2根 )对其进行试验。 ,
p: I 厂 _ 1 0 % ×10
。 优 0
() 1
式 中 : ——锈蚀 前钢 筋质量 , ; 优n g
辨 ——锈蚀后 钢筋 质量 ,。 g
由于钢筋试样是在 主筋上截取 的, 故其锈蚀前质量是通过试
样长度 、 钢筋母材单位长度实际重量 W 计算得到的 , 于 H 1 3 对 P ̄ 5 2 钢筋 , 未锈蚀钢筋单位长度 质量分别 为 叫l=19 4g r W2= 8 .1 / m, 0 a 2 3 7g m W2:2 9 6g r 对 于 HR 3 5钢筋 , .9 / m, 2 .8 / m; a B3 未锈蚀钢 筋 单位长 度 质量 分 别 为 W1 8 =1 9 7 grm, 0 . 5 / a W2 =2 4 / m, .7 gr a
混凝土结构中钢筋锈蚀机理_特征及检测评定方法_惠云玲
低于 - 350
判别准则 钝化状态 50 %腐蚀可能性 95 %腐蚀可能性
表 4 电解车间阳极电腐蚀鉴别方法
使用环境 已使用年限Πa 钢筋电位ΠmV 鉴别方法
防护差
3~5
Ε + 200
有腐蚀可能
潮湿的车间
3~5
Ε + 500
重腐蚀
>5
Ε + 1 000
严重腐蚀
防护好
Ε5
Ε + 500
轻腐蚀
中等湿度的车间
表 2 有无杂散电流影响电位鉴别方法
所测钢筋电位ΠmV >0
< - 700 - 500~ - 700 - 100~ - 300
鉴 别 有阳极电流的影响 有阴极电流的影响 自然电化学腐蚀 无杂散电流的影响
表 3 钢筋腐蚀状态的自然电位判别准则
钢筋自然 电位ΠmV
0~200
- 200~ - 350
MECHANISM ,CHARACTERISTIC ,DETECTION AND EVAL UATION OF REINFORCEMENT CORROSION IN CONCRETE STRUCTURES
Hui Yunling (Central Research Institute of Building and Construction of Ministry of Metallurgical Industry Beijing 100088)
(3) 对于造纸机厂房及浴室这种湿度较大的工 业与民用建筑 ,当未作防护或防护措施不适当时 ,使 用一定时期后 ,钢筋通常会发生锈蚀 。屋面板及楼 板中的钢筋一般直径较细且处于半无限约束状态 , 钢筋锈蚀需要较大的膨胀位移才能使混凝土开裂 , 出现锈蚀的特征是混凝土表面出现锈迹 ,混凝土膨 胀 ,开裂以及表面脱落 。当出现混凝土膨胀 ,表面脱 落时 ,钢筋损伤已非常严重 ,一般截面削弱在 30 % ~65 %以上 ,有些已经锈烂 、锈断 。 112 杂散电流腐蚀
锈蚀钢筋混凝土梁疲劳性能的分析与研究
锈蚀钢筋混凝土梁疲劳性能的分析与研究摘要:钢筋锈蚀是导致钢筋混凝土结构的构建耐久性降低的一个重要因素。
在这一过程中的锈蚀钢筋混凝土构件的粘结滑移是其结构耐久性理论研究的核心,基于此本文则主要针对锈蚀钢筋混凝土梁疲劳性能的相关问题进行详细分析,希望通过此次的理论研究能对实际的发展有所裨益。
关键词:钢筋混凝土;锈蚀;性能0 引言钢筋混凝土结构在实际的建筑工程当中有了广泛的应用,这也是最为主要的一种结构形式,由于混凝土有着较好的耐久性,钢筋虽比较容易发生锈蚀现象,但其埋入混凝土当中受到了相应的保护。
在传统观念当中,人们习惯性对混凝土的结构耐久性比较信任,对其寿命的期望值也很高,从而对其结构的耐久性问题没有得到重视,所以此次的理论研究就有着实际性意义。
1 锈蚀钢筋混凝土梁疲劳性能理论分析1.1 对锈蚀钢筋混凝土梁疲劳性能研究的意义分析通过对锈蚀钢筋混凝土梁疲劳性的研究,能够揭示其潜在的危险,这样就能够及时进行对其拆除和维修的决定准确执行,能够对一些重大的伤亡损失情况得以避免。
这些相关的理论研究成果不仅能够对实际的结构加固改造设计可直接应用。
同时能够对设计的理论方法得以进一步完善,将结构的耐久性得到有效保障。
由于钢筋锈蚀是对梁的耐久性以及损伤产生的重要因素,所以在这一方面加强研究能够解决实质性问题。
1.2 对锈蚀钢筋混凝土梁疲劳性能研究的重要性分析对混凝土结构的耐久性产生影响的因素是多样的,其中有冻融循环以及混凝土碳化等环境作用和结构设计的合理性比较缺乏方面。
从实际情况来看我国的混凝土结构钢筋锈蚀的现象令人堪忧,所以从这一层面的发展就表明,针对混凝土构件的理论研究就有着其必要性和重要性,只有在理论研究上得到了加强,从而才能够更好的指导实际。
具体研究过程中主要是将混凝土构件层次耐久性中钢筋锈蚀问题加以详细分析,然后对其承受力的变化情况进行探究,这是在整个混凝土构件疲劳性能研究中的关键环节[1]。
通过这一理论性的研究能够将锈蚀钢筋混凝土的构件的安全得到预测,从而对整体安全级别的得以保证。
锈蚀钢筋混凝土柱承载力研究的现状与展望
锈蚀钢筋混凝土柱承载力研究的现状与展望收稿日期:2008 11 29作者简介:姜 晔(1963 ),女,高级试验师,泰州职业技术学院,江苏泰州 225300周桂香(1965 ),女,工程硕士,高级农艺师,泰州职业技术学院,江苏泰州 225300姜 晔 周桂香摘 要:论述了锈蚀钢筋混凝土柱承载力的试验研究现状,根据钢筋混凝土构件的锈蚀问题本身涉及的因素较多的特点,提出了锈蚀钢筋混凝土柱承载力相关问题尚需进一步研究的内容,以使钢筋混凝土柱能够发挥相关作用。
关键词:钢筋混凝土柱,锈蚀,承载力中图分类号:T U 312文献标识码:A在许多不利乃至恶劣服役环境中,混凝土柱更容易发生钢筋锈蚀现象。
例如工业厂房柱,一般在室内裸露,受酸、碱、盐、油、二氧化碳等有害液体及气体侵蚀的几率大,容易引起钢筋锈蚀,因此柱子的破损一般比较严重。
由纵向钢筋锈蚀、局部箍筋锈蚀乃至锈断、混凝土锈胀开裂等原因而引起的柱承载力降低及破坏现象,普遍存在于水工、海工、桥梁工程和工业与民用建筑中。
锈蚀钢筋混凝土构件的承载力问题,因目前还缺乏比较成熟的计算理论与方法而受到格外关注。
1 锈蚀钢筋混凝土柱承载力研究的现状国内外学者对锈蚀钢筋混凝土构件承载力的研究主要集中于对梁的研究,而对柱的研究相对较少。
目前,锈蚀钢筋混凝土构件承载力计算理论还不成熟、不完备,对实际工程的评估工作而言,这方面的需求极为迫切。
因此,很多学者从试验研究入手,研究锈蚀钢筋混凝土构件承载力的计算理论和方法。
在试验研究中,获取锈蚀钢筋混凝土试件的方法通常有三种:1)将实际工程中长期处于不利甚至恶劣环境下的锈蚀钢筋混凝土构件从工作现场截取下来作为试件;2)在实验室采用电化学加速锈蚀方法或喷射盐雾方法模拟锈蚀环境获取试件;3)将试件长期暴露于自然环境使其锈蚀。
这三种方法各有优缺点:第一种方法贴近工程实际,但构件的原始参数往往不易确定;第二种方法较容易实现,而且消耗时间较短,但与工程实际之间存在一定的近似性;第三种方法很容易实现,而且贴近工程实际,但是消耗时间较长。
锈蚀钢筋压屈承载力试验研究及有限元分析
锈蚀钢筋压屈承载力试验研究及有限元分析石泉彬;周桂香【摘要】在实验室采用直流电源进行电化学加速锈蚀钢筋,从而获得不同直径、长径比和锈蚀率的锈蚀钢筋试件,然后在万能电子试验机上进行压屈试验,获得锈蚀钢筋压屈承栽力曲线。
经过统计分析,得到四种形态的锈蚀钢筋压屈承载力计算模型。
应用大型有限元分析软件ANSYS对锈蚀钢筋压屈承载力模型进行进一步验证。
%Corroded reinforcements, with various diameters, length-to-diameter ratios and corrosion rates, are obtained from the lab by using DC electrical sources to accelerate corrosion. The buckling capacity curves of corroded reinforcements are gained from electronic universal testing machine in the buckling test.The buckling capacity computational model of corroded reinforcement can be generalized in four types that are verified by the application of finite element analysis software ANASYS.【期刊名称】《泰州职业技术学院学报》【年(卷),期】2011(011)005【总页数】5页(P43-47)【关键词】锈蚀钢筋;压屈承载力;试验;有限元【作者】石泉彬;周桂香【作者单位】泰州职业技术学院建筑工程系,江苏泰州225300;泰州职业技术学院建筑工程系,江苏泰州225300【正文语种】中文【中图分类】TU311;TU375在不利乃至恶劣环境的长期作用下,桥梁、海工、水工和工业厂房等建筑物的混凝土构件存在钢筋锈蚀致使承载力降低的现象。
高应变率下锈蚀钢筋力学性能试验研究
而且 屈 服 强 度 的 提 高 幅 度 大 于 极 限 强 度 强度提高 , 的提高幅度 . 高应变率下锈蚀钢筋力学性能是冲击荷载作用 下锈蚀钢筋混凝 土 结 构 性 能 评 估 的 关 键 . 本文采用 电化学加速锈蚀 方 法 获 取 不 同 锈 蚀 程 度 的 钢 筋 , 采 用三维激光扫描技术建立锈蚀钢筋的三维几何模型 并提取其几何特征 , 获取钢筋截面锈蚀率 . 通过不同 研究高应变率下锈 应变率下锈蚀钢 筋 的 拉 伸 试 验 , 蚀钢筋的力学性能 .
率的增大 , 钢筋屈服平台缩短直至消失 , 试件破坏均发生在最小截 面 , 钢筋屈服荷载和极限荷载相 极限应变按指数关系衰减 , 弹性模量基本保持不 变 , 但锈蚀钢筋基于最小截面的 对值呈线性降低 , 强度并没有降低 . 锈蚀钢筋仍存在应变率效应 , 随着应变率的增大 , 锈蚀钢筋屈服荷载和极限荷载 均增大 , 但应变率对锈蚀后钢筋弹性模量和极限应变的退化影响 不 大 . 锈 蚀 越 严 重, 应变率效应越 不明显 . 关键词 :锈蚀钢筋 ;应变率 ;屈服强度 ;极限强度 ;力学性能 中图分类号 : TU 5 1 1. 3 文献标志码 : A : / . i s s n. 1 0 0 7 d o i 1 0. 3 9 6 9 9 6 2 9. 2 0 1 3. 0 5. 0 2 3 - j
-4 -1 -1 s t r a i n r a t e s r a n i n f r o m 2×1 0 s t o 5 0. 0 0s .T h e r e s u l t s s h o w t h a t a l l t h e c o r r o d e d s t e e l b a r s w i t h g g , f a i l a t t h e m i n i m u m c r o s s s e c t i o n a n d t h e i e l d l a t e a u o f s t e e l b a r s s h o r t e n s o r e v e n d i s a e a r s w i t h i n - y p p p
锈蚀钢筋混凝土结构性能的研究现状
1 锈 蚀 钢筋 的 力学 性能
并将锈蚀 钢筋 的计 算结 果 与实验 结果 进行 对 比 , 对 比结 果 如 钢筋锈蚀后 , 使 得钢筋的屈服强度 和钢筋 刚度产生 很大 的降 度 ,
所 示。 低, 使得整体钢筋混凝 土的承载能力 下降 。要想 判断一 个钢 筋混 表 1 凝土结构 的承载力下降 的程度 , 了解钢 筋锈蚀后 钢筋混 凝土 结构 其中 为锈蚀 钢筋的屈服强度 的试验值 , 由表 1中实测值 与
的横 截面面积减小 , 同时钢 筋与 混凝 土粘结 面积 减小 , 所 以降低 和 坑 状 锈 蚀 。通 过 实 验 研 究 了 两 种 锈 蚀 对 钢 筋 屈 服 强 度 的 影 响 。 了钢 筋 混 凝 土 结 构 的 力 学 性 能 ; 其次 是 由于钢筋 在锈 蚀 过程 中 , 同时基于实验数据得 到了锈蚀钢筋屈服强度 的诱导公 式。 当 占< 会产 生化学变化 , 产 生大 量 的气 体 , 如 O , C O 等 , 此现 象造 成钢 3 %时 , 锈蚀钢筋 的屈服 强度 的减小 量小 于 3 %, 锈蚀 钢筋 混凝 土 筋混 凝土的体积膨胀 , 此膨胀力会对混 凝土 内部产生很 大 的拉张 的力 学分 析 时 , 可不 考虑 锈蚀 钢 筋对 钢筋 混 凝土 力学 特性 的影 力, 最终将导致混 凝 土从 内部 向外产 生裂缝 , 使 混凝 土 的强 度和 响 ; 当 6>1 5 %时 , 此时锈 蚀钢 筋 的屈服 点不 明显 , 伸 长率 小于 规 刚度 大幅降低 。最重要 的是钢筋 与混凝 土粘结性 能降低 , 钢 筋混 范允许 的最小值 。
的承载力产生很大 的影响 , 局部损伤会 导致钢 筋混凝 土结构 失去
承载性 能 , 最终 由于一部 分的破坏导致整个结构 的破坏 , 甚至导致 整 个 建 筑 处 于 很危 险 的境 地 , 给经 济 建 设 造成 不 可挽 回 的损 失 。 为 钢 筋 的质 量 损 失 率 。
混凝土中钢筋锈蚀对力学性能影响的试验研究
混凝土中钢筋锈蚀对力学性能影响的试验研究一、研究目的本研究旨在通过试验研究,探究混凝土中钢筋锈蚀对力学性能的影响,为建筑工程的设计和施工提供科学依据。
二、研究背景混凝土结构是目前建筑工程中最常见的结构形式之一,而钢筋则是混凝土结构中常用的加固材料。
然而,在长期使用过程中,钢筋可能会发生锈蚀现象,导致钢筋的断裂和混凝土的破坏,严重影响结构的安全性和使用寿命。
因此,混凝土中钢筋锈蚀对力学性能的影响成为了建筑工程研究的一个热点问题。
三、试验原理本试验采用的原理是钢筋锈蚀会使得钢筋的截面积减小,从而降低钢筋的抗拉强度和抗弯强度,进而影响混凝土的力学性能。
因此,通过比较未锈蚀和锈蚀后混凝土试件的力学性能指标,可以探究钢筋锈蚀对混凝土力学性能的影响。
四、试验设计本试验选用了不同程度的锈蚀钢筋以及不同龄期的混凝土试件,在试验过程中分别测试了混凝土的抗压强度、抗拉强度、抗弯强度等力学性能指标,以比较钢筋锈蚀对混凝土力学性能的影响。
1.试验材料(1)混凝土:选用标号为C30的混凝土,按照标准配合比进行配制。
(2)钢筋:选用直径为10mm的钢筋,分别采用未锈蚀、轻度锈蚀、中度锈蚀和重度锈蚀的钢筋。
2.试验方案(1)试件制备:制备出不同龄期的混凝土试件,按照不同程度的锈蚀钢筋配筋制备出相应试件。
(2)试验过程:对试件进行抗压强度、抗拉强度、抗弯强度等力学性能指标的测试。
3.试验参数(1)混凝土龄期:选取7天、14天、28天、60天四个龄期。
(2)钢筋锈蚀程度:分别选用未锈蚀、轻度锈蚀、中度锈蚀和重度锈蚀的钢筋。
五、试验结果1.抗压强度试验结果表明,随着钢筋锈蚀程度的加深,混凝土的抗压强度逐渐降低。
同时,不同龄期的混凝土试件对钢筋锈蚀的敏感程度不同,60天龄期的混凝土试件对钢筋锈蚀的影响最为明显。
2.抗拉强度试验结果表明,随着钢筋锈蚀程度的加深,混凝土的抗拉强度逐渐降低。
同时,不同龄期的混凝土试件对钢筋锈蚀的敏感程度不同,28天龄期的混凝土试件对钢筋锈蚀的影响最为明显。
钢筋混凝土中钢筋锈蚀后的承载性能试验研究
钢筋混凝土中钢筋锈蚀后的承载性能试验研究一、研究背景钢筋混凝土结构在建筑中广泛应用,但长期使用后,钢筋易受到外界环境因素的影响,如空气、水、氧等,从而导致钢筋出现锈蚀,进而影响钢筋的力学性能和结构的承载能力。
因此,对钢筋混凝土中钢筋锈蚀后的承载性能进行研究,对于建筑物的安全性和使用寿命具有重要意义。
二、研究目的本研究旨在通过试验研究,探究钢筋混凝土中钢筋锈蚀后的承载性能,并分析锈蚀程度对结构承载能力的影响,为建筑物的安全和寿命提供科学依据。
三、试验设计1.试验材料试验采用C30的混凝土和HRB400的钢筋,钢筋直径为10mm。
2.试验方案将钢筋分为无锈蚀、轻度锈蚀和重度锈蚀三组,分别进行拉伸试验和钢筋混凝土梁弯曲试验。
拉伸试验采用万能试验机,以20kN/min的速度施加载荷,记录载荷-位移曲线和载荷-应变曲线。
钢筋混凝土梁弯曲试验采用四点弯曲法,记录载荷-挠度曲线和裂缝发展情况。
3.试验参数无锈蚀组:钢筋表面无锈蚀轻度锈蚀组:钢筋表面锈蚀程度为1级,即表面轻微锈迹重度锈蚀组:钢筋表面锈蚀程度为4级,即表面铁锈严重,且铁锈已经分层。
4.试验数据处理根据试验数据,分析钢筋锈蚀后的承载性能,并绘制载荷-位移曲线、载荷-应变曲线、载荷-挠度曲线。
四、试验结果与分析1.拉伸试验结果无锈蚀组:极限抗拉强度为481.2MPa,屈服强度为342.3MPa。
轻度锈蚀组:极限抗拉强度为458.6MPa,屈服强度为336.9MPa。
重度锈蚀组:极限抗拉强度为206.5MPa,屈服强度为180.1MPa。
2.钢筋混凝土梁弯曲试验结果无锈蚀组:承载力为42.7kN,挠度为2.21mm。
轻度锈蚀组:承载力为40.9kN,挠度为2.03mm。
重度锈蚀组:承载力为18.2kN,挠度为1.06mm。
3.数据分析通过试验数据可以看出,钢筋锈蚀程度对结构承载能力有较大的影响。
锈蚀程度越大,钢筋的抗拉强度和屈服强度越低,从而导致钢筋混凝土梁的承载力减小。
锈蚀钢筋混凝土结构承载力研究现状
( 9 )
() 1 0
和协调变形的前 提。对锈 蚀 钢筋 与混凝 土 间粘结 性能 的研 究方 法有 : ) 1试验研究 ; ) 2 建立模型进行理论分析 ;) 3 有限元方法 。
・ ・ {( n d )
"——锈蚀 钢筋与混凝土粘结 强度 ; t - 通过拔 出试 件和梁式 试件 对不 同锈 蚀率 钢筋 和混 凝土 之 间 式 中:u z ——构件支座处 钢筋 锚固长度 ; 粘结性 能进行 了研 究 , 出锈蚀 量较 小时 , 得 粘结 强 究现 状
毛 苏 毅
摘 要: 从使 用 中的钢筋混凝土构件 中锈蚀 钢筋 的力学性 能的退 化、 粘结力 的降低 、 承载力 降低 系数、 结构 可靠度 以及钢
筋锈蚀后 的承载力 计算方面, 论述 了 锈蚀 钢筋混凝土结构承载 力研 究的现状 , 分析 了 后 的研 究趋势 。 今
时 用 式 ( ) 5。
3 2 发 生粘 结锚 固破 坏 时 , . 锈蚀 梁抗 弯承载 力分 析
根据静力平衡 条件 :
2 锈蚀钢 筋 混凝 土构 件 的粘结 性 能退化
钢筋 混凝 士之间 的粘 结是 保证 钢筋 和 混凝土 之 间共 同工作
j ・= d 号 x
发生粘结锚 固破 坏时 :
维普资讯
第3 3卷 第 3 4期
20 07年 12 月
山 西 建 筑
SHANXI ARCHI TECTURE
VoI3 . 4 . 3 No 3
D c 2 0 e. 07
・ 85 ・
文 章 编 号 :0 96 2 (0 7 3 -0 50 10 .8 5 2 0 )40 8 —2
脱落; 最重要 的是将使混凝土 和钢筋之 间的粘结性 能退化 。钢筋
锈蚀钢筋混凝土板刚度退化的试验研究
1 前 言
据 的基 础 上 , 建立 了 锈蚀 混 凝 土 梁抗 弯 刚 度 的计 算
模 型 。张 建仁 ; 5 3 等 人 通 过 引 入退 化 系 数来 考 虑 黏结
自1 8 2 4年 人 类 发 明水 泥 以来 , 钢 筋 混 凝 土 结 构 就 以其 广泛 的适 用 性 和 低 廉 的成 本 成 为 土 木 工 程 中不 可 或 缺 的重 要 材 料 而 被 广 泛 应 用 于各 种 结
凝土板 ; 再 对 未 经锈 蚀 和 不 同锈 蚀 程 度 的 板 试 件 进 行 重 复 加 载 试 验 , 测得 板 荷 载 一 位移 曲线 ; 最后 , 基 于试验结 果, 详
细讨 论 了重 复荷 载 作 用 下板 试 件 刚度 退 化 规律 及 影 响 刚 度 退 化 的 主 要 因素 。 关键词 : 混凝土板 ; 钢 筋锈 蚀 ; 刚度退化 ; 重 复 荷 载 中图 分 类 号 : T U 3 7 5 文献标志码 : A 文章编号 : 2 0 9 5 — 0 1 4 4 ( 2 0 1 4 ) O l 一 0 0 2 0 — 0 4
・
设 计与研究 ・
锈蚀钢筋混凝 土板 刚度退化 的试 验研究
季盼 盼 , 郑建 军 , 周 欣 竹
( 浙 江工业 大 学 建 筑工程 学院 , 浙江 杭 州 3 1 0 0 1 4 )
摘要 : 通 过 试 验 研 究 了锈 蚀 钢 筋 混 凝 土 板 在 重 复 荷 载 作 用 下 的 刚度 退 化 规 律 。 首 先 , 施 加 恒 定 电流 快 速 锈 蚀 钢 筋 混
由于 l 叶 { 现纵 向 裂 缝 .锈蚀 混 凝 土 梁 的 刚 度 低 于 正
常梁 的 刚度 。 袁迎 曙 通 过 研究 锈 蚀 混凝 土梁 的荷
局部锈蚀钢筋混凝土梁承载力试验研究
为 短期 内模 拟构 件在 长期 使用 后 的锈蚀 状态 , 在浇 注 梁时 , 的设 计 局 部锈 蚀 区 段用 掺 盐 混 凝 土浇 筑 , 梁 而其它 区段 则用 普通 混凝 土浇 筑. 设计 构件 时 , 别设 置 了梁 端 和梁 中 2种情 况 的 受弯 梁 , 部 锈蚀 长 度 在 分 局 均为 2 0mm. 试验 时还 制作 了无 锈蚀 梁与 均匀 锈蚀 梁 ( 蚀率 1 ) 以进 行对 比. 验梁 不 同部位 局 部锈 蚀 锈 0 , 试
摘要 : 为模 拟 实 际构 件 中 的局 部锈 蚀现 象 , 通过 外加 电流对位 于钢筋 混凝 土梁端 部 与跨 中局部
区段 的受拉钢 筋进 行加 速锈 蚀 , 并研 究其 力学性 能 与变形 性 能. 结果 表 明 : 着锈蚀 程度 的增 加 , 随 局 部 锈蚀梁 承 载力 明显 下 降, 度 显著增 大 , 挠 刚度减 小 ; 中锈 蚀 的影 响程度 高 于端部 锈蚀 ; 面变形 跨 截
基本 符合 平截 面假 定.
关键 词 : 钢筋 ; 局部 3 5 文献标 志码 : 7 A 文章编 号 :6 43 8 2 1 ) 30 6 —6 1 7 —5 X(0 1 0 — 0 20
钢筋 锈蚀 是 引起 钢 筋混凝 土 结构性 能 劣化 的一个 主 要 因素 [ ] 由于 钢 筋锈 蚀 使 得 钢筋 截 面 面积 减 小 、 】.
第 2 6卷 第 3期
Vo . 6 No 3 I2 .
徐 州 工 程 学 院 学 报 (自 然 科 学 版 )
J unl f o r a o Xu h u n t u e f z o I si t o Te h oo y ( t rl ce c s t c n lg Nau a S in e Edt n io ) i
蚀坑影响的锈蚀钢筋力学性能研究
蚀坑影响的锈蚀钢筋力学性能研究摘要本文分别从蚀坑的宽度和深度两个角度出发,分析论证了蚀坑在屈服强度方面对于锈蚀钢筋的影响,进而对于钢筋在蚀坑作用下所受应力的变化情况进行了总结。
事实证明,被锈蚀的钢筋与无锈钢筋相比,屈服所需要的载荷与具体的蚀坑深度存在着较大的指数联系,但是蚀坑的宽度只具有很小的影响。
通过对于钢筋表面蚀坑的应力变化研究,可以对钢筋力学性能情况进行判断。
关键词蚀坑;锈蚀钢筋;力学性能;应力分布工程事故造成的危害是十分巨大的,不仅会造成财产的损失,更关系到生命的安全。
近年来重大的工程事故时有发生,其严重的危害以及扩大的态势也让人们不得不给予关注。
因为钢筋一般在混凝土内部进行埋设,所以对其锈蚀情况不容易进行把握,即使外观良好的建筑,其内部的钢筋也可能已经锈蚀得非常严重。
正是由于存在这样的安全隐患,钢筋的锈蚀可能会给整个工程造成突然的破坏,给工程安全带来极大的隐患。
所以,很多学者就锈蚀钢筋在力学性能方面的表现进行了研究和试验,一般采用工程现场的锈蚀钢筋或者是通过化学作用加速得来的锈蚀钢筋,通过拉伸试验对于锈蚀程度不同的钢筋的试验情况进行记录和归纳,分析出不同锈蚀程度下的钢筋在屈服强度、延伸率以及极限强度等方面的变化情况,其中,锈蚀的程度一般以锈蚀对于钢筋在质量以及面积方面的影响情况作为依据。
1 钢筋的锈蚀情况分析根据实际环境中对钢筋的锈蚀情况的研究以及理论上的锈蚀原理,钢筋的锈蚀情况一般都是先由一个锈蚀点出现蚀坑开始,再逐渐扩散发展的。
钢筋在蚀坑的作用下,坑点周围的应力会在受力的情况下出现集中的现象,造成钢筋在受力能力方面的减弱。
由此可见,钢筋力学性能减弱的最主要原因在于存在于其表面的蚀坑,他的宽度和深度都会影响到钢筋的力学性能。
所以,进行蚀坑宽度和深度的研究,探讨他们对力学性能的影响就显得至关重要,对于理论建设以及实际的应用都非常有价值。
但是目前此类的研究还比较少,本文主要在理论的角度上针对蚀坑与钢筋在力学方面的表现之间的关系进行分析,研究钢筋应力在蚀坑影响下的实际变化规律,为进一步的锈蚀钢筋力学性能的研究和模拟实验的进行提供一定的理论基础和数据支持。
锈损钢筋混凝土结构耐久性修复工艺研究
图二 耐 久性 修 复 方 案 选择 流 程 图
32耐久 性 修复工 法 .
根据上述原则选择修复方案后 ,再确定具体修
对 于混 凝 土表 面涂迁移 型阻 锈剂 方案 、混凝 土
复工 法 。
() 8 其他 。在考虑上述 因素的同时, 还应考虑修
复材料 的化学 相关性 、 电性 等 。 导
() 1体积稳定性。修复材料必须养护至设计要 求的强度和抗渗性, 并达到体积稳定。 使修复材料与 混凝土基层材料黏结 良好, 是保证修复结构整体性
能 的重要 保证 。
筋表面产生不均匀 电性, 形成腐蚀电偶 , 加速钢筋锈
蚀。
() 2 抗氯离子性能。 氯离子侵蚀作为钢筋锈蚀的 主要原 因, 耐久性修复的一个主要功能就是阻止氯
料。
31 .耐久 性 修复方 案 的选 择 耐 久性 修 复方案选 择 的好坏 直接 关 系到耐久 性 的修 复 效 果 的好 坏,钢筋 混凝 土结 构 耐久 性 修复 方 案 的选 择 主要 根 据 第 2小 节 的 耐 久 性 现 状 评 估 结 果 、 构 的 服役 环境 、 结 寿命 和下 一 个 目标 使 用 期 , 并
由于混 凝 土 结 构 耐久 性 破 坏 问题 日益 严 重 , 国 内外学 者越来 重视 对 凝 土耐久 陛的修复 研究 。如 昆
估人 手 , 从修 复 材 料选 择 、 久 性修 复 方 案设 计 、 耐 耐 久性 修复 工艺等 方面 对锈损 钢 筋t凝 土结 构 的耐 久 昆
美国混凝土学会专 门成立 了裂缝修补专业委员会 (C) A I我国在 2 0 年和 20 ; 01 02年分别在上海和青 岛 召开了第一、二届钢筋混凝土结构的修复与维护国
和 基层 混凝 土材 料 的热 膨胀 系数 相差很 大 ,两种 材
锈蚀钢筋混凝土梁疲劳性能试验研究
锈蚀钢筋混凝土梁疲劳性能试验研究随着技术的发展,混凝土在建筑和工程领域得到了广泛的应用。
混凝土梁作为一种基本结构元素,高品质的混凝土梁具有高的强度和韧性的特点,为建筑和工程的正常运行提供了重要的支撑。
然而,钢筋混凝土梁在使用过程中会受到外部环境条件影响,如湿季气候和污染,极易产生锈蚀,这会显著降低钢筋混凝土梁的性能。
为了研究锈蚀钢筋混凝土梁的疲劳性能,本试验研究采用了规范化实验装置,以研究锈蚀钢筋混凝土梁的疲劳性能。
在实验研究中,对于被实验的锈蚀钢筋混凝土梁样品,弯曲疲劳的荷载被应用到结构上,并通过非接触式测试计算抗拉强度和屈服点。
此外,结合X射线衍射(XRD)技术以及扫描电镜(SEM)技术,分析了锈蚀钢筋混凝土梁样品的表面化学结构,以研究锈蚀钢筋混凝土梁的抗拉强度和屈服点的变化情况。
总的来说,实验研究得出以下几个结论:首先,由于锈蚀,抗拉强度和屈服点显著降低。
考虑到锈蚀程度的不同,不同程度的锈蚀组抗拉强度和屈服点衰减的程度也不同。
其次,实验结果表明,随着锈蚀程度的增加,钢筋混凝土梁样品表面形成了更大和更多的氧化物,如氧化铁和氧化铝。
这些氧化物与混凝土梁中的钢筋形成了一道抗拉强度显著衰减的“屏障”,从而导致抗拉强度和屈服点的显著降低。
最后,实验结果表明,抗拉强度和屈服点的衰减程度与锈蚀程度有关,由此可以看出,为了提高钢筋混凝土梁的耐久性,应恰当控制结构材料的锈蚀程度。
以上研究结果表明,钢筋混凝土梁的疲劳性能受到锈蚀程度的影响。
钢筋混凝土梁的锈蚀程度会直接影响其强度、塑性以及耐久性能。
因此,应在建设工程中采用有效的防腐策略,降低建筑结构的锈蚀程度,以避免结构的崩溃或损坏。
此外,在设计和施工过程中,应给予充分的重视,加强对结构材料的选择,保证结构梁的疲劳性能达到设计要求,以确保结构的正常运行和寿命。
总之,本研究通过实验测试,结合实验结果和相关技术研究,研究了锈蚀钢筋混凝土梁的疲劳性能,发现锈蚀会显著降低钢筋混凝土梁的性能,并找出了改善抗拉强度和屈服点的原因及有效的方法。
锈蚀钢筋混凝土梁抗剪性能研究
山 西 建 筑
S HANXI ARCHI TECTURE
Vo . 8 No 2 13 . 4
Au . 2 2 g 01
・67 ・
文章编号 :0 9 6 2 ( 0 2)4 o 6 一 2 1 0 —8 5 2 1 2 一 0 7 o
6 6 0. 5.
其 中, 为箍筋截面锈 蚀率 , 仇 定义 为 已锈蚀 面积与 原始截 面
3 结语
本 文较 为系统地 总结 了锈蚀 钢筋 混凝 土梁斜 截 面抗剪 性能 的现有研究成果 , 从试验研究 和承载能力计算 两方面对 锈蚀钢 筋 混 凝土梁的斜截面抗剪性能进行 了分析 , 主要 成果 包括 :
1 抗剪 性能 试 验
1 1 试 验 概 况 .
自2 0 0 4年起 , 国学者 开 展 了一 系列 针对 锈蚀 钢筋 混凝 土 我 梁斜截 面抗剪 性能 的试 验 , 试验参 数 主要包 括剪 跨 比、 筋锈 蚀 钢
引起锈蚀钢筋混凝 土梁 斜截 面抗剪 承载力 降 低的 因素 主要
有以下几方面 : 1 箍 筋锈蚀减小 了斜截 面上的配箍率 , ) 这将直接导致梁 的斜
1 锈蚀 钢筋混凝土 梁 的抗 剪破 坏形 态 与普通 钢筋 混凝 土梁 )
2 锈蚀率较 高的钢筋混凝土梁 , ) 可能 发生类似 少筋梁 的剪切
破坏 , 从而导致其抗 剪延性大幅度降低 。
1 2. 裂 缝 . 2
:
O.1 ̄ o 而2fb 5 h
2
^
。
+ .7 00N
() 1
王 小 惠 , 西 拉 . 蚀 钢 筋 混 凝 土 梁 的 斜 截 面 抗 剪 承 栽 力 刘 锈
混凝土结构中钢筋锈蚀机理、特征及检测评定方法
4 娜 3 )
Ab ta t : T i 印e 髓 b t 删 sr c h p rd s l - e
e  ̄ Be c 琳 l ii o eea 耐 Ⅱ邮睡m神 ; T 日 菖 h e 暑 f svr rI l I 啪
mn e t哪咖 ; 叩 ∞ t s s m ̄t e h d 0 t e 档 h a es e s t rh m o
蚰 1咖 . c -
a p B 曩 c e k衄 0 p eln hc d肌 d p t r l 出 l ae na & 一
c m sv 牲 0 or le de f∞ n r c出 c 雌
删Ⅱ mH o s 0 t e e h p 呻 h d fl s i -r
r n ̄ e eif men I 肿 , cb ma h a r 唧 脱 tcom y e 幽
Guo Y伽
(1 d iL Bt f h ra a f h 州 e ej  ̄ 1D ) 1 A m n  ̄ , ̄a 0 eG etH l 0 eP a t l t B i n 0 邮O i
U 帅 nd
( d 州I n C ml r wu ¨ Wx l d s mn a o  ̄ c 0p my h
d t  ̄y e e u t ̄ 0 m .1 v l a i r咖
Ke wods :rif ̄ m n o 珊- dⅢ i y r e m eet r n c T e 珊- ea o e d v]  ̄ nm  ̄o
②由 c r作用 破坏钢筋钝 化膜 ; 由于 s ③ 哦一或其它
l 钢 筋 锈 蚀 机 理 及 损 坏 特 征
维普资讯
混凝 土 结构 中钢 筋 锈 蚀 机 理 、 特 征 及 检 测 评 定 方 法
- 1、下载文档前请自行甄别文档内容的完整性,平台不提供额外的编辑、内容补充、找答案等附加服务。
- 2、"仅部分预览"的文档,不可在线预览部分如存在完整性等问题,可反馈申请退款(可完整预览的文档不适用该条件!)。
- 3、如文档侵犯您的权益,请联系客服反馈,我们会尽快为您处理(人工客服工作时间:9:00-18:30)。
* 建设部、冶金部科研项目 89086。 北京建工学院的苏丹、周竟同志参加了本项研究的部分试 验工作。
收稿日期: 1996- 12- 21
10 Indust rial Constr uction 1997, V ol. 27, N o. 6 工业建筑 1997年第 27卷第 6期
率用 ρs 表示。 损失率交界处取两 边的平均
值。
重量损失率 ρ=
原始重量- 蚀后重量 原始重量
× 100%
表 5 面积损失率与重量损失率之间的关系
重量损失率
小于 10% 10% ~ 20% 20% ~ 30% 30% ~ 40%
Hs=
剩余最小面积 平均称重面积
(统计值
)
n= 28 n= 20 n= 9 n= 6
混凝土结构由于各种原因出现钢筋锈蚀 情况 ,引起构件承载能力下降。要评估构件的 承载能力下降程度 ,准确地掌握钢筋锈蚀后 引起的结构变开规律 ,就要求充分认识钢筋 锈蚀后其各种物理力学性能的变化规律 ,以 利于鉴这判断。
1 试验情况 为了对钢筋锈蚀后的性能有一个充分的
认识 , 1983年我院曾进行了一批弱腐蚀钢筋 的试验 [ 3] ,直径从 Υ8至 Υ25,共 96根 ,锈蚀 钢筋的截面损失率从 0. 5% 至 10% 。 1990年 至 1992年我们又相继进行了三批锈蚀钢筋
①对于表面仅有浮锈的钢筋 ,当其截面 损失率小于 1% 时 ,钢筋的应力 - 应变曲线 以 及钢 筋的抗 拉强 度、 屈服 强度 与母 材相同 。 这种钢筋对结构性能没有影响。
为了了解锈蚀钢筋冷弯性能 ,我们对不 同锈蚀量的 21根钢筋进行了冷弯试验 [2 ] ,试 验结果列于表 2。
由表 2可以看出 ,锈蚀后 ,Ⅰ 级钢筋的冷 弯性能 高于Ⅱ 级钢筋 , 当Ⅰ 级钢筋 (直 径≤ 14mm )均匀锈蚀且重量损失率小于 20% 时 , 一般不会产生冷弯破坏 ;当Ⅱ 级钢筋 (直径≤ 18mm )坑蚀深度大于 1m m 时 ,冷弯时容易在 坑蚀处局部开裂。
随着钢筋锈蚀损失率的增大 ,屈服强度 和抗拉强度的降低增大 ,这主要是由于钢筋 截面外边缘微抗蚀引起的应力集中造成的。
在大气环境中曝露 16个月的钢筋 (面积 损失率小于 1. 05% ) [ 7 ] ,试验表明 ,其屈服强 度和抗拉强度没有变化 ,有些甚至有轻微的 增加。 2. 1. 4 锈蚀钢筋的冷弯性能试验结果
氧化锈蚀 最大深度
铁素体、 珠光体
铁素体、珠光
组织 ,有些铁素
体组织 ,边缘 同左 体呈魏氏组织 同左
略有脱碳
分布边缘略有
脱碳
约 0. 1mm 约 1. 9mm 约 0. 3m m 约 2. 0m m
12
工业建筑 1997年第 27卷第 6期
时 ,根据平均锈蚀裂缝宽度来评定某处钢筋
的平均重量损失率是比较现实的 [5 ] ,而在计
算锈蚀钢筋的力学性能时 ,用截面损失率来
考虑更合理 ,那么在截面损失与重量损失之
间有什么规律 ,我们从实际结构和构件中取
出的 63根锈蚀钢筋 ,其最小剩余面积与平均
称重面积之比进行了统计分析 ,其结果列于
表 5。 表 5中剩余面积与平均称重面积之比
用 Y s 表示 ,重量损失率用 ρ表示 ,截面损失
的试验分析 [ 1] ,试件是在使用二十多年的实 际结构中取出的试样 ,共有 66根试件 ,从轻 微锈蚀到严重锈蚀的均有 , 锈蚀严重部位局 部面积损失从 0. 66% 至 75. 6% 。 1994年和 1995年又进行了 75根不同直径钢筋锈蚀前 后力学性能的对比试验 [2 ]。 并对钢筋锈蚀前 后的金相组织进行了照相分析。
Buil di ng Diagnosis & Rehabi lit ation 100088)
Abstract: V a rying r egular of the mechanical pr oper ties o f the co r roded r eba rs a nd the statistica l r elations of th e sec tio nal damag es a re discussed thr ough a larg e amo unt of experimental studies and me ta llog ra phic ex aminations; the me tho ds fo r calculating the elonga tio n, yield str eng th and tensile stre ng th o f the co rr ode drebars, as w ell a s their r eco mmended v alues hav e been put fo rwa rd. Keywords: rebar co r ro sion pro pe rty metallog r aphy
锈蚀钢筋性能试验研究分析*
惠云玲 林志伸 李 荣
(国家工业建筑诊断与改造工程技术研究中心 100088)
摘 要: 通过大量的试验研究和金相组织分析 ,讨论了钢筋锈蚀后各项力学性能的变化规律与截面损 伤的统计关系 , 提出了锈蚀钢筋伸长率、屈服强度和抗拉强度的计算方法以及建议取值。
关键词: 钢筋 锈蚀 性能 金相
大学 [6 ]的部分试验数据。
2 钢筋锈蚀后各项性能变化规律 2. 1 锈蚀钢筋力学性能变化规律
2. 1. 1 锈蚀钢筋的应力 - 应变曲线特征
一般 ,在正常的工艺制度和化学成分范 围内生产出的热轧钢筋都有明显的屈服点和
一定长度的屈服台阶 ,并且抗拉强度与屈服
强度之比一般在 1. 25~ 1. 5倍以上。 然而当
x= 0. 987 x= 0. 939 x= 0. 871 x= 0. 801
σ= 0. 03 1 σ= 0. 05 3 σ= 0. 13 6 σ= 0. 13 6
重量员失率 ρ 与截面损失 率 ρs 关系 ρs= 0. 013+ 0. 987ρ ρs= 0. 061+ 0. 939ρ ρs= 0. 129+ 0. 871ρ ρs= 0. 199+ 0. 801ρ
0.
9 861-
1ρ.s 103ρs fbo
( 3)
式 ( 2)相关系数为 γ= 0. 88,计算值与实
测值的统计 关系为: n= 191, x = 1. 001, e=
0. 104; 式 ( 3)相关系数为 V= 0. 85,计算值与
实测值的统计关系为: n= 210, x = 1. 001,e= 0. 113。
EXPERIMENTAL STUDY AND ANALYSIS ON THE PROPERTY OF CORRODED REBAR
Hui Y unling Li n Zhish en Li Rong ( N ati onal Engi neering Tech ni que Res earch Cent er of Indus t rial
混凝土结构中钢 筋锈蚀程度评估和预测试验研究— — 惠云玲等
11
表 2 锈蚀钢筋的 冷弯试验结果
序号 1
构件号 h21- 1
钢筋直径 重量损失率 弯心直径
mm
%
mm
ф1 6
2. 98
60
弯后情况 正常
2 h21- 2
ф1 6
2. 80
60
正常
3 p22- 1
ф1 4
3. 26
40
正常
4 p21- 3
钢筋严重锈蚀后 ,应力 - 应变曲线发生很大 变化 ,没有明显的屈服点 ,屈服强度与抗拉强
度非常接近 ,容易引起结构的突然破坏。通过
对 95根已经锈蚀的热轧钢筋 (损失率 0. 5% ~ 75. 6% )的试验曲线分析可以得到 ,当截面
损失在 10% 以内时 ,热轧钢筋还具有明显的 屈服点。 文献 [1 ]中曾示出了几种不同锈蚀程
钢筋锈蚀后 ,其伸长率降低程度远远大
于截面面积的损失率。 当截面损失率大于
5% 时 ,具有局部坑蚀的钢筋 ,蚀后伸长率与 原始伸长率的关系可由式 ( 1)表示。
δ5=
(
0.
85-
ρs )
δ 2 5原始
( 1)
式中 δ5—— 锈蚀钢筋的伸长率 ;
δ5原始 —— 正常钢筋的伸长率 ;
ρs—— 截面损失率。
可以看出 ,随着锈蚀量的增大 ,锈蚀的不 均匀性、离散性更大 ,重量损失与截面损失的 差异越大。 可简单地根据表 5的关系按文献 [ 5]的试验结查来计算某一锈蚀裂缝宽度下 的钢筋的截面损失率。
3 结 论 ( 1)根据对试验结果的分析 ,建议钢筋的
各项力学性能指标随着钢筋的锈蚀的不同 , 可按如下情况进行考虑。
ф1 4
2. 96
40
正常
5 p21- 1
ф1 4
5. 37
40
坑蚀处局 部横裂
6 eh21- 2 ф14
9. 06
20
正常
7
e21- 1
ф1 4
8. 51
20
正常
8 f21- 4
ф1 4
12. 74
20
正常
9 a 31- 1
ф8
20. 31
10
正常
10 a 31- 2
ф8
10. 28
10
正常
11 B31- j
规 格 Υ14(Ⅰ )级钢 Υ18(Ⅱ )级钢
金 相 组 织
正常钢筋 表面锈蚀钢筋
正常钢筋 表面锈蚀钢筋
铁素体和珠光体组织
铁素体和珠光体组织 ,有 些铁素体呈魏氏组织分布