下载文档原格式
预应力钢绞线锈蚀模型的研究摘要：预应力钢绞线的锈蚀是预应力混凝土结构耐久性的主要问题之一，是影响预应力混凝土结构性能的主要因素。
对预应力混凝土连续刚构桥进行耐久性分析，可以对已建成运营的桥梁进行科学的耐久性评定和剩余寿命预测，以选择对其正确的处理方法。
本文主要研究内容有：1．认为氯离子侵蚀是引起预应力钢绞线锈蚀的主要原因，钢绞线的初锈时间与氯离子扩散系数、混凝土表面氯离子浓度、临界氯离子浓度以及混凝土保护层厚度有关。
2．总结了现有计算钢绞线锈蚀速率的方法，根据不同程度的氯盐环境，得到锈蚀程度分别为高、中、低情况下的氯离子锈蚀速率，进而得到PC连续刚构桥钢绞线在不同锈蚀程度下随时间变化的锈蚀量。
关键词：预应力混凝土桥；耐久性；初锈时间；锈蚀速率Abstract: prestressed steel corrosion prestressed concrete structure endurance is one of the major problems, is the effect of prestressed concrete structure properties of the major factor. For prestressed concrete continuous rigid frame for durability analysis, can already built the bridge of operation of the durability of the scientific evaluation and remaining life prediction, to select the correct processing method. This paper mainly studies the contents: 1. Think chloride ions erosion is the cause of the main causes of the prestressed steel corrosion, steel strand of rust and chloride ion early time diffusion coefficient, concrete surface chloride ion concentration, chloride ion concentration and critical concrete cover depth about. 2. Summarizes the existing calculation method of steel corrosion rate, according to the different levels of chlorine salt environment, get degree of rust were high, medium and low of chlorine ion corrosion rate, and then get PC continuous rigid steel strand in different corrosion condition changes with time of corrosion quantity.Keywords: prestressed concrete bridge; Durability; Rust early time; Corrosion rate中图分类号：TU528 文献标识码：A 文章编号：1.混凝土中预应力钢绞线锈蚀机理混凝土在一种或多种外界因素作用下，材料的耐久性会发生退化，从而逐渐失去对内部钢筋的保护作用。
后加固钢绞线防腐检验项目
一、表面状况检查
对后加固钢绞线的表面状况进行详细检查，包括表面是否有锈蚀、裂纹、损伤等缺陷，以及涂层是否均匀、完整。
二、涂层厚度测量
使用涂层厚度测量仪对后加固钢绞线的涂层厚度进行测量，确保涂层厚度符合相关标准要求。
三、电化学腐蚀测试
通过电化学腐蚀试验，检测后加固钢绞线的耐腐蚀性能，评估其在不同环境下的抗腐蚀能力。
四、拉伸强度检测
对后加固钢绞线进行拉伸强度检测，了解其力学性能，确保其在使用过程中能够承受足够的拉力。
五、耐候性能评估
模拟自然环境，对后加固钢绞线进行耐候性能评估，包括曝晒、雨淋、温差等环境因素对其性能的影响。
六、弯曲疲劳试验
通过弯曲疲劳试验，检测后加固钢绞线在反复弯曲过程中抵抗疲劳的能力，评估其在实际使用中的寿命。
七、耐腐蚀试验
通过浸泡、盐雾等试验方法，模拟各种腐蚀环境，对后加固钢绞线进行耐腐蚀试验，以评估其在不同环境下的耐腐蚀性能。
八、长期稳定性评估
对后加固钢绞线进行长期稳定性评估，检测其在长时间使用过程中的性能变化，包括涂层老化、力学性能退化等。
九、钢绞线结构检查
对后加固钢绞线的结构进行检查，包括钢丝直径、捻距等参数，确保其结构符合相关标准要求。
十、环境因素影响测试
模拟各种实际环境因素（如温度、湿度、紫外线等），对后加固钢绞线进行影响测试，评估其在各种环境下的性能表现。
桥梁用预应力钢丝钢绞线的防腐孙金茂(上海申佳金属制品有限公司 200090) 摘 要 桥梁用预应力钢丝钢绞线都在高的交变应力状态下服役,加上海水、潮湿环境的影响,更加速其应力腐蚀的速率。
就桥梁用预应力混凝土钢丝、钢绞线,拉索用预应力镀锌钢丝和钢绞线的防腐措施作概要分析,认为从桥梁的安全出发,必须从钢材制品厂、设计、施工等多方面严加控制,才能确保工程质量万无一失。
关键词 预应力钢丝 钢绞线 防腐 措施 分析Corrosion Prevention of Prestressed Steel Wire and Strand for B ridgeSun Jinmao(Shanghai Shenjia Steel Wire Products Co.,Ltd. 200090)Abstract Prestressed steel wire and strand for bridge are used in the condition of high alternating stress with humidity atm osphere and s ometime seawater atm osphere,which speed up the corrosion.A fter analyzing the corrosion prevention methods used in PC strand,PC wire and strand for bridge cable,it is concluded that the quality of bridge must be seriously controlled by steel products manu facturer,designer and constructor s o as to ensure the bridge to be per fectly safe.K eyw ords prestressed steel wire; strand; corrosion prevention; measure; analyze 预应力结构的骨架材料———预应力钢材,存在着在应力和腐蚀复合作用下的应力腐蚀(属电化学腐蚀范畴)问题,其特点是金属内部先形成裂纹,内裂纹形成应力集中,加速裂纹扩展。
腐蚀预应力钢绞线的疲劳试验分析余芳;贾金青;姚大立;吴锋【摘要】为了研究钢绞线腐蚀后的疲劳性能，采用通电加速腐蚀方法制作了包括5根无腐蚀与22根腐蚀预应力钢绞线试件，并通过轴向拉伸疲劳试验对预应力钢绞线腐蚀后的疲劳性能退化规律进行了研究分析，试验主要考察了腐蚀率与应力水平对钢绞线疲劳寿命的影响。
试验结果表明，腐蚀后的钢绞线疲劳寿命显著降低，腐蚀钢绞线的名义应力幅与疲劳寿命在双对数坐标系下仍近似符合线性关系，同级荷载水平下的钢绞线疲劳寿命随腐蚀率的增长按指数函数衰减。
此外，本文根据试验结果还建立了腐蚀钢绞线的疲劳曲面方程，并给出了不同保证率下的腐蚀钢绞线疲劳强度建议值。
%In order to study the fatigue properties of corroded prestressing strands, five uncorroded and twenty-two corroded strand specimens were prepared by accelerated corrosion method and then tested under constant amplitude axial tensile fatigue loading.The law of fatigue property degeneration of corroded strands was studied.The effects of corrosion rate and stress level on fatigue life of corroded strands were considered.Test results showed that the fa-tigue life of prestressing strands is reduced obviously due to corrosion.The nominal stress magnitude and the fatigue life of the corroded strand showed a nearly logarithmic linear relationship.When in the same stress level, the fatigue life of the corroded strand decays according to the exponential law approximately with corrosion rate increasing.In addition, the fatigue surface equation of the corroded strand was built according to the experimental results and therecommended values of fatigue strength under different guarantee ratios were proposed.【期刊名称】《哈尔滨工程大学学报》【年(卷),期】2014(000)012【总页数】6页(P1487-1491,1502)【关键词】预应力混凝土;钢绞线;腐蚀;疲劳性能;疲劳寿命;应力水平;疲劳强度【作者】余芳;贾金青;姚大立;吴锋【作者单位】大连理工大学海岸和近海工程国家重点实验室，辽宁大连116024; 沈阳工业大学建筑工程学院，辽宁沈阳110870;大连理工大学海岸和近海工程国家重点实验室，辽宁大连116024;沈阳工业大学建筑工程学院，辽宁沈阳110870;大连交通大学土木与安全工程学院，辽宁大连116028【正文语种】中文【中图分类】TU378.8预应力筋的腐蚀作为影响预应力混凝土耐久性的主要因素之一，越来越引起人们重视［1-2］。
钢绞线应力腐蚀试验
钢绞线应力腐蚀试验是一种评估钢绞线在应力作用下在腐蚀介质中的抗腐蚀能力的试验方法。
该试验主要用于评估钢绞线在海洋环境、化学厂等腐蚀环境中的性能。
在该试验中，首先制备一定长度和直径的钢绞线样品。
然后将样品应用一定的拉力，在特定腐蚀介质中进行暴露。
腐蚀介质一般是模拟实际使用环境中的腐蚀介质，如海水、酸性或碱性溶液等。
在试验中，应力值和腐蚀时间可以根据实际使用条件来确定。
通过一定时间的腐蚀暴露，可以评估钢绞线在应力作用下的抗腐蚀能力。
观察样品表面的腐蚀情况，如出现锈蚀、腐蚀污染等现象，可以评估样品的腐蚀性能。
同时，还可以对样品进行力学性能测试，如拉伸试验，来评估其强度和变形情况。
钢绞线应力腐蚀试验可以帮助确定钢绞线在应力和腐蚀环境下的使用寿命和可靠性。
对于一些在恶劣腐蚀环境中长期使用的钢绞线，这种试验是必要的，可以指导工程设计和材料选择。
桥梁钢绞线实验报告实验目的：探究桥梁钢绞线的力学性能和应用特点。
一、实验原理桥梁钢绞线是由多股钢丝绞合而成，具有高强度和优良的耐腐蚀性能。
它被广泛应用于大桥、高速公路和铁路的建设中，作为悬索桥和斜拉桥等结构的主要构件。
二、实验步骤1. 准备工作：准备所需的实验材料和设备，包括桥梁钢绞线样品、加载机、测力表等。
2. 实验准备：将桥梁钢绞线样品固定在加载机上，并确定加载机加载的方向和大小。
3. 实验操作：逐渐加载桥梁钢绞线样品，记录加载机加载的力和桥梁钢绞线的变形情况。
4. 实验记录：根据实验数据，绘制桥梁钢绞线的力——变形曲线，分析曲线的特点。
5. 实验分析：根据实验数据和曲线分析，得出桥梁钢绞线的强度、刚度和变形特点等。
三、实验结果分析通过实验记录和力——变形曲线的分析，可以得到桥梁钢绞线的以下性能特点：1. 高强度：桥梁钢绞线由多股钢丝绞合而成，具有很高的抗拉强度，能承受大荷载。
2. 耐腐蚀性：桥梁钢绞线通常采用镀锌处理，能够有效防止钢材腐蚀，延长使用寿命。
3. 刚度大：桥梁钢绞线的刚度较大，能够保持桥梁结构的稳定性和正常运行。
4. 变形能力：桥梁钢绞线在受力时能够发生一定程度的弹性变形，具有良好的可塑性。
四、实验结论桥梁钢绞线是用于大桥、高速公路和铁路等工程建设中的重要材料，它具有高强度、耐腐蚀性、刚度大和良好的变形能力等特点。
本实验通过实验和数据分析，验证了桥梁钢绞线的力学性能和应用特点，为工程实际应用提供了参考。
五、实验改进和展望本实验只是简单地通过加载机进行桥梁钢绞线的拉力测试，未涉及到其他性能和应用特点的测试。
在今后的实验中，可以对桥梁钢绞线的疲劳性能、耐热性能和耐低温性能等进行更加详细的测试研究，以进一步完善对桥梁钢绞线的了解。
此外，也可以通过与其他材料的对比实验来评估桥梁钢绞线在工程中的优势和应用前景。
钢绞线的应力腐蚀与检测分析研究
作者：张贺佳胡心光王金星贾元海田颖
来源：《中国化工贸易·中旬刊》2017年第12期
摘要：随着建筑科技的不断进步发展，钢绞线斜拉桥越来越受到人们的重视。
由于斜拉索一般处于自然环境下，因而极易发生腐蚀破坏。
目前，对钢绞线腐蚀研究的方法多为电化学的方法，对钢绞线在应力作用下腐蚀的研究数量较少。
本文针对这种情况介绍了在交变应力作用下研究钢绞线腐蚀与损伤的实验方法，并探究了钢绞线在无应力、静态应力和交变应力状态下的环境腐蚀损伤机理。
关键词：钢绞线；应力腐蚀；疲劳实验
斜拉桥重要的承重结构之一就是拉索，拉索的使用寿命和安全性将直接影响全桥的安全。
拉索在使用过程中长期承受交变载荷并暴露于自然环境中，特别是含大量酸性介质的环境中，很容易受到腐蚀从而遭到破坏，从而影响到桥梁安全和使用寿命，甚至还有可能造成重大安全事故。
目前，关于钢绞线在应力作用下的腐蚀行为的研究还较少。
因此，本文介绍了详细介绍了目前科研工作者关于钢绞线在交变应力作用下的腐蚀疲劳试验和相关的损伤评定的方法。
1 应力腐蚀的实验方法
蒋冬夏等采用交变应力的连续施加与腐蚀环境的动态模拟实验方法研究了钢绞线的应力腐蚀行为。
为了给钢绞线施加交变应力，作者在实验中利用反力试验台和自锁式千斤顶对钢绞线进行加载，并采用后张法浇筑砼，预留了钢绞线穿束孔道。
该实验采用人工加速盐雾腐蚀试验的方法，模拟桥梁钢绞线在不同湿度、温度和酸度环境。
在模拟在酸雨环境下的情况时，研究者先由空气压缩机提供高压气体，在空气压缩机喷管尖嘴处形成气流，随后利用负压原理，使盐液顺着吸水管管壁迅速上升，并撞向顶端椎体，形成细雾状液滴，然后雾状液滴缓慢落下，从而有效地模拟酸雨环境下的情况。
姚国文提出一种在交变应力作用之下研究钢绞线腐蚀的实验方法，通过设计与腐蚀实验箱配套的钢绞线静态应力、交变应力加载装置，从而探究钢绞线在无应力、静态应力和交变应力状态下的环境腐蚀损伤机理。
李文志通过室内盐雾加速试验模拟研究了沿海地区斜拉桥拉索遭受氯离子的腐蚀情况。
作者选用热包聚乙烯护套的镀锌钢绞线试样，进行不同的加载状况和腐蚀时间，来研究钢绞线的断口特征、力学性能和腐蚀失重量等变化情况，并分析其产生的原因.作者还通过图像处理软件GSA-ImageAnalyser与工业数码显微镜对实验中的钢绞线进行观察与分析，并统计蚀坑密度，测量裂纹尺寸与蚀坑。
最后通过获得的实验研究数据，推导腐蚀疲劳下与应力腐蚀裂纹扩展速度的算法，同时利用有限元软件ANSYS对不同深度、宽度、长度的裂纹进行模拟分析。
2 钢绞线应力腐蚀试验的评定方法
①失重法：失重法是一种比较直观的衡量腐蚀速度的一种方
法。
公式如下：，式中：υ失为腐蚀速度[g/
（m·h）]；l前为腐蚀前钢绞线的总长度（m）；l后为经过腐蚀后的钢绞线的总长度（m）；m前为钢绞线腐蚀前的总质量（g）；m后为经过腐蚀后的钢绞线的总质量（g）；t 为钢绞线的腐蚀时间（h）。
这个公式的应用的前提是，假设钢绞线上各部位的腐蚀程度是连续均匀的，然后钢绞线的腐蚀速度利用单位长度平均质量损失来界定。
按实验步骤，接下来钢绞线静态应力批次和交变应力批次钢绞线的平均腐蚀速率用腐蚀失重法来衡量，最后钢绞线腐蚀快慢的影响因素通过所测得的数据获得。
②力学性能降低法：试验中模拟的环境腐蚀会对试件的力学性能造成很大的影响。
为对钢绞线的腐蚀程度作界定，采用力学性能降低法即通过检测力学性能的变化，并以钢绞线力学性能的降低程度来判断腐蚀程度大小。
最后从不同批次钢绞线中随机选择出几根未腐蚀的完整钢绞线进行张拉试验，从而得到未曾腐蚀钢绞线的力学性能数据。
③结果评定分析：对试验结果进行分析，钢绞线因锈蚀而退化可分为5个阶段：
①钢绞线完好阶段：此阶段钢绞线表面未发生腐蚀，钢绞线无论是内部的力学性能还是表观均不发生改变；
②外层镀锌层腐蚀阶段：此阶段腐蚀只发生在钢绞线表面，最外层的镀锌层逐步开始锈蚀面，但不会涉及到内部；
③钢绞线基体初步腐蚀阶段：此阶段钢绞线表面的锌层已大部分耗尽，其基体裸露并开始发生锈蚀，但腐蚀深度及腐蚀面积均较小；
④钢绞线小孔锈蚀阶段：此阶段钢绞线表层出现一定深度的腐蚀坑，其抗拉强度表现出明显下降趋势；
⑤钢绞线疲劳腐蚀最终阶段：钢绞线表面的裂纹不断扩展，钢绞线因裂纹的影响致使其延伸率和抗拉承载力显著快速下降。
3 结语
通过实验研究钢绞线在交变應力作用的腐蚀行为难度较大，需要将交变应力与腐蚀环境相耦合，设计的实验装置也相当复杂。
在评定钢绞线环境腐蚀疲劳损伤的实验方法中，重量法是比较直观和实用的一种方法，然而力学性能降低法可以作为一种辅助方法加以利用。
参考文献：
[1]周杰敏.张力作用下斜拉桥拉索钢绞线腐蚀行为研究[D].重庆：重庆大学，2017.
[2]蒋冬夏.交变应力状态下拉索环境腐蚀损伤实验研究[D].重庆：重庆大学，2016.
[3]姚国文，蒋冬夏.交变应力下钢绞线的腐蚀疲劳实验方法研究[A].全国结构工程学术会议论文集第Ⅱ册[C].2016.
[4]李文治.盐雾环境下斜拉索应力腐蚀与腐蚀疲劳试验研究[D].重庆：重庆交通大学，2015.
作者简介：
张贺佳（1982- ），男，河北廊坊人，工程师，主要从事先进钢铁材料加工及组织性能表征方面的研究。
