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锈蚀钢筋力学性能的试验研究

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如下 ： ６： ｓ ５ ×１ ％ ×１０ ％ ０ （） １
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
０ 引 言
以表征钢筋锈蚀率。从锈蚀钢筋 端部 （ 由于在加 载过
目前 ， 国内外学者对锈 蚀钢筋 的力 学性能 开展 了 大量 的研究 一 ， 试验 中 的锈 蚀 钢筋多 来 自于通 电 ’但 ］
程 中梁式压弯试件端部的钢筋受力较小 ， 一般不 屈服 ，
对钢筋 的力学性能影响较小 ） 截取 ５０ ｍ长 的部分用 ０ｒ ａ
法加 速钢筋 锈蚀的 锈蚀钢 筋混 凝土 试件 ］而研究 ，
表明， 通电条件下 的钢筋锈蚀 在锈蚀 机理和 锈蚀特 征 上都和实际环境 中劣 化 混凝 土结 构 中 的钢筋 锈蚀 有 定 差距 ， 而人工气 候加速 钢筋锈蚀 能更好 地贴近 实 际环境＂ 。因此 ， 圳 本文 采用 模拟 人工气 候 环境法 加
ＥＸＰＥ Ｍ ＥＮＴＡＬ ＴＵＤＹ ＲＩ Ｓ ＯＮ 匠ＣＨＡＮＩ Ｍ ＣＡＬ ＲＯＰＥ Ｐ ＲＴⅡ ０ｌ ＣＯＲＲｏＤＥＤ ＴＥＥＬ ＢＡＩＳ Ｆ Ｓ ｔ
ＪＡ Ｇ Ｌａ －ｅ ， Ｃ Ａ Ｇ Ｍ ｎ ． ｎ ｚ ＷＥ ｈ ｏｑ ａ ＩＮ ｉ ｊ ｎｉ Ｈ Ｎ ｉｇｆ ｇ ， ｅ Ｎ Ｚ ａ —ｕ ｒ ｔ （ ．Ｄ ｐ．ｏ ｒｈｔｃ ｒｌ ｎ ｉｅｒ ｇ Ｓ ｑａ ｏ ｅｅ Ｊ ｎ ｓ ｕ ｉ ２ ８ ０， ｈｎ ； １ ｅｔ ｆ ｃｉ ｔ ａ Ｅ ｇ ｅｉ ，ｕ ｉ Ｃ ｌ ｇ ，ｉ ｇｕＳ ｑａ ２ ３ ０ Ｃ ｉａ Ａ ｅｕ ｎ ｎ ｎ ｌ ａ ｎ ２ ｅ ａ ｏａ ｒ ｆｒ ｐ ｃ ｌ ｒａＨｉ ｗ ｙＥ ｇ ｅｒ ｇｏ ｎｓ ｙｏ ｄ ｃｔ ｎ Ｃ ａ ｇｍ ｎｖ ， ．Ｋ ｙＬ ｂ ｒ ｏｙ ｏ ｅ ｉ ｅ ｇ ａ ｎｉ ｅ ｎ ｆ ｉｒ ｆ ｕ ａｏ ， ｈ ｎ ｉ Ｕ ｉ． ｔ Ｓ ａＡ ｈ ｎ ｉ Ｍｉ ｔ Ｅ ｉ
在钢筋 中心 ４ ０ ｍ 范 围 内 用 彩 笔 每 隔 ５ ０ｍ ｄ标 距 即
规律 ， 并与 已有研究 中的通 电加速 锈蚀钢筋 的力 学性
能进行 比较 。
１ 试 验研 究
７ｍ ０ ｍ刻划标记 ， 以便 拉 断后 测定 其伸 长率 。试验 时 加载速率按《 金属拉伸方法） Ｂ ２ ９ Ｇ ２ ８— ７中规定 的 ３—
６ ２
低 温
建 筑
技
术
２ １ 年第 ３ 总第 １３ ） ０１ 期（ ５期
锈 蚀 钢 筋 力 学性 能 的试 验 研 究
’
蒋连接 常明丰 文兆全。 ， ，
宿迁 ２ ３０ ２ ８ ０； ２ ．长安大学特殊地区公路工程教育部重点 实验室 ， 西安 ４０ ４ ３ ０ ０） ７０ ６ １ ０ ４； ３ ．中交第二航务工程局有 限公司 。 武汉
一
作拉伸试验 的试件 。
１３ 试验方法及量测 内容 ．
本文选取 ２ ２根不同锈蚀率 的钢筋进行拉伸试验 ，
另外选 用 １ 根未 锈 的 ｄ＝１ｍ 的变形 钢筋作 为控制 ４ｍ 试件 ， 以与锈蚀 钢筋对 比。 ．
速混凝土 中的钢筋锈蚀 ， 究锈蚀 钢筋力学 性能退 化 研
钢筋拉伸试验在 液压万能试验机上进行 。试验前
３ Ｎ ｎｎ Ｓ ０ ／ｕ ・ 执行。
１ １ 钢筋加速锈蚀 方法 ．
本 试验采用 内掺氯 盐法加 速钢筋 锈蚀 ， 即在浇筑
混凝 土试件 时通过 水溶 加入 水泥重量 ５ 的 屈服 、 断裂时 的拉
伸荷载值 ， 试验结束后 ， 用钢尺测 量 ５ 距长度 内钢 ｄ标 筋 拉 断时 的变形值 ， 以计 算钢 筋 的伸 长 率 ， 计算 公式
ｔｔｅ ａ ｃ ｌ ｒ ｔ ｎ． ａｉ ｃ ｅｅ ａｉ ｏ
Ｋｅ ｒ ｓ ｓｅ ｌｂ ｒ ； ｏｒｓ ｎ； ｃ ａ ｉａ ｒｐ ｒ ｅ ； ｅｅｉｒ ｔ ｎ；ｒ ｆ ｉｌｃｉ ｔ ｙ ｗｏ ｄ ：ｔｅ ａｓ ｃ ｒｏ ｉ ｍｅ ｈ ｎｃｌｐ ｏ ｅｔ ｓ ｄ ｔｒ ａｉ ａｔ ｃａ ｌ ｏ ｉ ｏ ｏ ｉ ｉ ｍａｅ

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混凝土中钢筋锈蚀对强度影响的研究

混凝土中钢筋锈蚀对强度影响的研究

混凝土中钢筋锈蚀对强度影响的研究一、研究背景钢筋锈蚀是混凝土结构中常见的问题，它会导致钢筋断裂、混凝土表面爆裂、裂缝增多等问题，进而削弱混凝土结构的承载力和耐久性。

因此，研究钢筋锈蚀对混凝土强度的影响，可以为混凝土结构的设计和维护提供科学依据。

二、钢筋锈蚀的成因及影响因素1. 成因钢筋锈蚀的成因主要是由于钢筋表面受到氧气、水份、二氧化碳等物质的影响，形成铁锈。

铁锈的体积比原来的钢筋大，会导致钢筋周围的混凝土受到挤压，造成混凝土开裂，从而导致混凝土结构的强度下降。

2. 影响因素钢筋锈蚀的影响因素主要有以下几个方面：（1）混凝土表面的pH值和含盐量。

（2）钢筋的表面处理方式和保护层的厚度。

（3）混凝土中氯离子、硫酸盐等离子的含量。

（4）混凝土的抗压强度和抗拉强度。

三、钢筋锈蚀对混凝土强度的影响机理1. 钢筋断裂钢筋锈蚀会导致钢筋的截面积减小，从而降低了钢筋的抗拉强度。

当钢筋的抗拉强度降至混凝土的抗拉强度以下时，钢筋就会发生断裂，从而导致混凝土结构的强度下降。

2. 混凝土开裂钢筋锈蚀会导致钢筋周围的混凝土受到挤压，从而造成混凝土开裂。

混凝土开裂会导致混凝土的抗压强度和抗拉强度下降，从而降低混凝土结构的承载力。

3. 钢筋与混凝土之间的黏结力下降钢筋与混凝土之间的黏结力会受到钢筋锈蚀的影响而下降。

黏结力的下降会导致钢筋与混凝土之间的力传递受到影响，从而使混凝土结构的强度下降。

四、混凝土中钢筋锈蚀对强度影响的实验研究1. 实验设计为了研究钢筋锈蚀对混凝土强度的影响，可以进行以下实验：（1）制备不同浓度的氯离子、硫酸盐溶液，并将钢筋浸泡在其中，使其发生锈蚀。

（2）制备不同强度的混凝土试件，并将锈蚀的钢筋埋入其中。

（3）在不同时间点对混凝土试件进行力学性能测试，如抗压强度、抗拉强度等。

2. 实验结果分析通过实验可以得到以下结果：（1）随着锈蚀时间的延长，混凝土试件的强度逐渐下降。

（2）锈蚀浓度越高，混凝土试件的强度下降越明显。

ECC加固锈蚀钢筋混凝土柱抗震性能研究

ECC加固锈蚀钢筋混凝土柱抗震性能研究

ECC加固锈蚀钢筋混凝土柱抗震性能研究ECC加固锈蚀钢筋混凝土柱抗震性能研究一、引言钢筋混凝土结构在地震作用下承受较大的力和位移，钢筋混凝土柱作为结构体系的主要承载构件，其抗震性能的安全与可靠对于整个建筑结构具有重要意义。

然而，由于时间和环境等因素的影响，钢筋混凝土结构中的钢筋可能会发生锈蚀，影响其力学性能和耐久性。

为了提高钢筋混凝土柱的抗震性能和延长其使用寿命，针对锈蚀现象，我们可以采用ECC材料进行加固。

本文将对ECC加固锈蚀钢筋混凝土柱的抗震性能进行研究。

二、ECC材料介绍ECC，即工程增强混凝土（Engineered Cementitious Composites），是一种具有高韧性和自愈合能力的新型混凝土材料。

ECC材料具有较高的应变能力和自主修复能力，能够在发生微裂缝时通过自愈合现象来恢复其力学性能。

ECC材料由水泥、沙、骨料和纤维等组成，纤维主要用于提高材料的韧性和抗裂性能。

三、ECC加固钢筋混凝土柱的研究方法本研究选取一种常见的锈蚀钢筋混凝土柱作为实验样本，将其进行ECC材料加固。

首先，对柱体进行锈蚀程度评估，并采取适当的措施清理柱体表面锈蚀物。

然后，制备ECC材料，并将其涂覆到锈蚀钢筋表面，形成一层保护层。

接下来，对加固前后的柱体进行抗震性能的试验研究，包括静力加载试验和地震模拟试验。

通过对比原始钢筋混凝土柱和ECC加固柱的性能差异，评估ECC加固对钢筋混凝土柱抗震性能的影响。

四、实验结果及分析经过试验研究，我们得到了以下结果：1. ECC加固后的钢筋混凝土柱在静力加载试验中表现出较大的承载能力和韧性。

相比之下，原始钢筋混凝土柱在达到设计强度时出现明显的破坏，而ECC加固柱的破坏过程相对缓慢，有明显的塑性变形。

2. 在地震模拟试验中，ECC加固柱相对于原始柱具有更好的抗震性能。

ECC材料的高应变能力和自愈合能力使得加固柱能够在地震作用下吸收更多的能量，减小结构的位移和变形。

3. 通过对ECC加固柱的断面观察，发现ECC材料能够填充钢筋之间的裂缝，并在应力集中区域形成更加均匀的应力分布，从而提高柱体的抗震性能。

锈蚀钢筋力学性能试验研究分析

锈蚀钢筋力学性能试验研究分析


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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
钢筋锈蚀的微观影响因素、宏观表现及力学性能之间的关系研究

钢筋锈蚀的微观影响因素、宏观表现及力学性能之间的关系研究

层 ， ｍｍ。
Hale Waihona Puke 根据我 国建筑科学研究院的试验结果 ． 当钢筋表面沿长度发生均 匀锈蚀 时 ． 随截面腐蚀率 的增加 ． 钢筋 的极 限抗拉强度和极 限延伸率 混凝 土对 钢筋 的保护作用包括两个方面 ： 一是混凝 土的高碱性使 都 随之降低 ， 其表达式为 （ 直径为 ｜ ｒ ２ ｍ的 Ｉ ａ 级钢筋 ） ： 钢筋表面形成钝化膜 ： 二是保 护层 对外界腐蚀介 质 、 氧气及水 分等的 ｂ（ － ．９ ｋ ｏ ＝ １ ０６ ５ ）－ ｂ 渗入起 到阻止作用 后一种作用 主要取决于混凝土 的密实性和保护层 ８＝ １ ０６ ５ ８ ｂ（ － ．９ ）ｈ， ≤８ ％ 厚度 。一般来说 ， 强度 高的混凝土其密实性较好 ， 从而其抗渗性 较好 。 ８＝ Ｏ６ ８ １ ３ ）ｂ。 ８ ｂ（ ． — ． ｘ ￣ ２ ｏ ＞ ％ 在相 同条件下． 护层越厚 ， 保 保护层完全碳化所需 的时间就越 长 ， 钢筋 式 中： 为钢筋的截 面面积损失率 ； ８ 分别为钢筋锈 蚀前后的 ８、 锈蚀程度越轻 极 限延伸率 ； ｈ 分别为钢筋锈蚀前后的极限强度。 叮、 ４ 混 凝 ±保 护 层 完 好 程 度 的 影 响 钢筋锈蚀不仅对钢筋本身的力学性 能有影 响 ． 而且对混凝土构件 的力学性能 ． 如粘结强度 、 承载力和锚固性 能等 ， 也有 较大影响 钢筋 混凝 土保 护层 的完好程度是指混凝土有无蜂窝孑 洞 、是 否开裂 、 Ｌ 锈蚀对粘结强度的影响与钢筋锈蚀率有关 当钢筋表面仅有很轻微的 裂缝宽度及 长度等 它对钢筋锈蚀有明显的影响 ． 特别是对处 于潮湿 锈蚀时（ 钢筋锈蚀率小于 ｌ ， ％）钢筋与混凝土的粘结强度还有 所提高 环境 或腐蚀性介质 中的钢筋混凝土构件影响更大 一方 面 ． 会增 裂缝 但随着钢筋锈蚀率的增加 ． 粘结强度则 会显著 下降 当混凝土构件由 加混凝 土的渗透性 ． 速混凝土 的碳 化和侵蚀性介质 的侵蚀 ． 钢筋 加 使 于钢筋锈蚀 而产生顺 筋裂缝 ． 而且当裂缝宽度超过 １ — ｍ 时． ． ２ｍ ５ 钢筋 锈蚀加剧 ： 另一方 面． 钢筋 的锈蚀膨胀又会使混凝土进一步开裂 ， 而 从 与混凝土之间的粘结力基本丧失 ． 其平均强度仅为无纵 向裂缝 的 ３５ ． — 加重钢 筋的锈蚀 。许 多调查表 明． 在潮湿环境 中使用 的钢筋 混凝 土构 ５５ 。 ．％ 件。 其横 向裂缝宽度达到 ０２ ．ｍｍ时 ， 即可引起钢筋的锈蚀。 钢筋混凝 土构件的受弯承 载力随着钢筋 的锈蚀 率呈线性下 降规 律。 当钢筋 的截面损失率小于 ５ ％时 ． 的抗拉强度与延伸率基本 无 钢筋 ５ 钢 筋 所 处 位 置 的 影 响 变化或变化不大 ， 钢筋与混凝 土之间的粘结力也基本 无退化 ． 平截 面 对于钢筋 混凝土梁 、 而言 ， 柱 位于角 部的钢筋锈蚀程 度要 比中间 假定仍然成立 ， 可以按无 锈蚀 钢筋混凝 土构件 的计算方法 分析构 件的 部位 的大 。 试验表 明． 在相 同条件下 ． 位于构件角部 的钢筋锈 蚀速度 比 抗弯承载力 ， 但分 析中应 考虑钢筋 的截 面损失率 对 于中等锈蚀程 度 中间部位 的钢筋快大约 ５ ％。 ０ 这是 由于位于角部的钢筋会受 到两个 方 的钢筋 （ 截面损失率 大于 ５ 小 于 １％） 由于钢筋截 面减少 ． ％， ５ ， 钢筋 的 向渗 透 的影 响 。 抗拉 强度及延 伸率会有一定 的降低 ， 钢筋的极限抗拉 （ 下转第 ２ ５页 ） ６