中级建筑师论文锈蚀钢筋混凝土新工程管理措施

 　　为探索实际工程中混凝土梁锈蚀后耐久性情况,应用电化学原理进行试验,将通过试验数据分析梁在不同锈蚀程度情况下的剩余承载力,为在服役期的结构、结构构件的承载力检测、评定以及加固提供参考性建议。 文章介绍了现在混凝土新工程运用策略是一篇建筑工程论文。

　　摘要：近些年很多国内外的学者对有关钢筋锈蚀的各个方面作了大量的试验,研究了影响钢筋锈蚀的因素、混凝土与锈蚀钢筋粘结性能、钢筋的锈蚀速度、锈蚀钢筋的预测模型、受拉钢筋锈蚀后受弯构件的抗弯承载能力、钢筋的锈蚀机理、锈蚀后钢筋的力学性能。

　　关键词：锈蚀钢筋,混凝土,建筑工程论文

　　1 绪论

　　1.1 立体背景及研究意义

　　随着人们生活水平的进一步提高,我国建筑虽然已经经历了数十年的蓬勃发展,但人们对建筑功能的要求越来越多。许多现有建筑的功能和规模已经不能满足时展中新的使用要求,而且既有建筑的建筑的老龄化、长期使用后结构功能的逐渐降低、低标准及抗灾性能的降低等安全问题已经日渐受到人们的关注。工程中钢筋混凝土结构向来以经久耐用而着称,但在应用过程中常因各种因素而遭受不同程度的损伤,从而影响钢筋混凝土结构的安全性和耐久性。GB50068—2001 的《建筑结构可靠度设计统一标准》总则中明确指出,结构在规定的设计使用年限之内,应满足在正常使用与维护所应有的足够耐久性能。钢筋混凝土结构构件在其服役过程中,不但受荷载作用,更要考虑环境因素的作用。对于降低结构构件耐久性的主要几点影响因素为:混凝土的碳化、碱骨料反应、混凝土冻融破坏、钢筋锈蚀、机械磨损腐、蚀介质的侵蚀等方面。并且金属在自然环境下发生腐蚀也是一种自发的发展趋势,新浇筑的混凝土孔隙中含有多种碱性物质,如氢氧化钙等,这使得混凝土呈碱性,而且有较高的 PH 值,钢筋周围的混凝土保护层并不能完全将钢筋与外界隔绝,在一些特殊的情况下,钢筋就会脱钝发生锈蚀,对于沿海地区,氯离子侵入钢筋便成了钢筋锈蚀的主要因素,对于厂房柱以及吊车梁也会由于杂散电流的影响使钢筋的自发电位发生变化,从而加剧混凝土中钢筋的锈蚀。这些因素将致使结构构件的混凝土开裂、加剧变形及构件的承载力降低等结果,最终影响到结构的安全性能以及建筑结构的安全使用,使得结构的使用寿命低于结构设计时人们所期望的,从而造成一定的经济损失,严重的甚至会危及人们的生命安全。 从国内外对工业建筑工程、民用建筑工程、海港工程、路桥工程、水利工程等调查研究结果来看[1-3],以及大量工程调查表明[4-6],在多重因素中,钢筋锈蚀导致了混凝土结构构件的过早破坏,是影响并降低混凝土结构构件耐久性的主要原因。Metha 教授在 1991 年的钢筋混凝土耐久性第五届国际会议报告中也曾指出:对于混凝土结构构件的多项破坏因素,按影响程度逐一递增的顺序为:侵蚀性介质的侵入、钢筋腐蚀及冻融破坏。因此可以进一步证实,钢筋的锈蚀会导致钢筋混凝土结构构件的耐久性大幅度降低,并为其主要因素。

　　建筑工程论文：《混凝土》杂志是国内唯一公开发行的混凝土行业专业期刊，其内容已涵盖了国内外混凝土行业的各个方面：一、政策信息、市场动态、发展现状及前景预测; 二、新材料、新技术、新设备、新工艺 三、生产管理、工程实践、检验标准及性能测试、专利技术等。--集指导性、信息性、技术性、实用性于一体，在混凝土行业中起到了宣传政策、交流经验、传播知识、沟通信息、为行业科学发展服务的作用。

　　1.2 国内外的研究及应用概况

　　Chen Dong,Mahadevan Sankaran[8]考虑了钢筋混凝土结构的三个阶段恶化进程,开发了因氯化物引起的退化评估综合计算方法,氯离子渗透过程是采用有限元素法模拟遵循类似的瞬态热分析。开发了基于法拉第定律的钢筋锈蚀和锈胀模型,锈扩张的特点是等效时变的径向位移边界条件。 AbudallAh 和 Almusallamozl[9]通过加速钢筋锈蚀试验,对混凝土中的钢筋进行了研究,分析认为当钢筋的锈蚀率大于 12%时,混凝土结构构件就会发生明显脆性破坏。 Mike B[10]从钢筋的锈蚀机理出发,研究了碳化对实际工程中钢筋的影响,文中指出腐蚀速率是钢筋混凝土(RC)的结构因腐蚀引起损伤的预测模型最重要的输入参数之一。 Jo?ko O?bolt, Filip Or?ani?, Gojko Balabani? 等[11]提出能够实际预测钢筋混凝土结构的耐久性和安全性受钢筋锈蚀影响的 3D 混凝土模型,在模型中无机械之间的交互影响(分布的温度、湿度、氧气、氯和铁锈)和混凝土的力学性能(损害),机械部分模型基于磨泥模型。并已被证明该模型能够现实地描述钢筋脱钝前后过程,通过两个算例说明了模型的应用数值结果和实验数据之间的比较,该模型能够实际预测实验观察到裂纹图形,阳极和阴极的位置强烈影响裂缝模式和腐蚀速率。 Raoul Fran?ois, Inamullah Khan, Vu Hiep Dang[12]通过提取暴露在氯化物环境下 27 年的钢筋混凝土梁的钢筋,论述了腐蚀对钢筋混凝土的力学性能的影响。对腐蚀、控制试件的名义应力与真实应力作出了比较,并指出腐蚀程度强烈影响刚筋的力学性能,特别是最终的应力与应变,所有钢筋锈蚀后的实际屈服强度基本保持一致,其极限抗拉强度显着增加,极限伸长率主要随锈蚀程度影响。

　　2. 钢筋混凝土梁的锈蚀试验

　　2.1 混凝土梁快速锈蚀试验方案设计

　　试验主要分为两个部分,第一部分为钢筋的电化学锈蚀,试验设计采用 5%的氯化钠溶液对试验梁进行浸泡,并用直流稳压稳流电源对试验梁的钢筋进行通电以加速腐蚀,通过控制通电时间和电流密度来实现锈蚀率的不同。第二部分即为对锈蚀后的钢筋混凝土梁进行加载试验。 通过电化学反应加速混凝土梁中的钢筋锈蚀,研究混凝土梁钢筋锈蚀后的承载力、混凝土梁的破坏模式、裂缝开展、刚度等情况,为考虑不同保护层厚度等因素对钢筋锈蚀程度的影响,分析保护层与锈胀裂缝之间关系,钢筋锈蚀率与裂缝扩展情况的关系,本试验在试件制备过程中采用了不同的保护层厚度,用于对比不同情况下的钢筋锈蚀程度、混凝土表面开裂情况,并制备了不同跨度、截面尺寸的混凝土梁使对比条件更加充分,具体试验梁设计情况如表 2.1。

　　2.2 试验梁的制备

　　钢筋笼采用细铁丝绑线进行绑扎成型,并分别在受拉纵向钢筋跨中上侧及受剪箍筋一侧边粘贴电阻应变片,焊接导线,以测得受力时钢筋应变。为防止钢筋应变片因电化学腐蚀、钢筋锈蚀而导致失效及混凝土浇筑而位置窜动,在粘贴应变片处用防水胶带缠紧。混凝土的搅拌采用人工搅拌方式,先将水泥、骨料分别搅拌在一起,并搅拌均匀后加入所需用量的水,并再次均匀的搅拌。同批次混凝土一起搅拌,避免多次搅拌造成混凝土之间存在过大差异。浇筑后的混凝土梁置于室外环境,混凝土梁外包有塑料薄膜、稻草等,以防止水分蒸发,并定期进行浇水养护,为期 28天。对于每根通电锈蚀的纵向钢筋外接一段导线(或外露一段钢筋),为后续通电所用。 浇筑钢筋混凝土梁的同时,预留一定量混凝土浇筑混凝土立方体试块,试块模具采用标准的 150mm×150mm 立方体钢模具,并与钢筋混凝土梁同期同环境养护。

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