一、关于钢筋锈蚀与保护的研究(论文文献综述)
蒋昊宇[1](2021)在《钢筋混凝土非均匀锈胀三维损伤劣化对氯盐传输的影响》文中提出钢筋混凝土结构在氯盐环境作用下将发生钢筋非均匀锈蚀,这将使结构在还未达到其预设的服役寿命前便逐渐丧失承载能力,造成巨大的人力、物力损失。因此,钢筋混凝土结构在氯盐环境中的耐久性研究非常关键。目前,关于钢筋混凝土结构耐久性的研究主要集中于有害物质侵蚀阶段以及钢筋混凝土结构锈胀开裂时刻及形貌分析,而对于由钢筋锈蚀引起的混凝土结构损伤劣化尚未进行深入地探索。明确混凝土在钢筋非均匀锈胀作用下的三维损伤劣化过程以及三维损伤场对氯离子传输的影响,将有助于在锈蚀快速扩展阶段找到相应的控制措施,延长钢筋混凝土结构的服役寿命。因此,本文研究考虑了砂浆和混凝土两种基质,以实现从细观到宏观层面的研究。通过理论构建、试验分析以及数值模拟,从细观层面研究了钢筋混凝土非均匀锈胀三维损伤劣化过程,并研究了三维锈胀损伤劣化对于氯盐传输的影响。本文开展的主要工作有:(1)基于热力学理论,考虑砂浆的压实效应系数K和荷载作用下的力学响应,建立砂浆弹塑性损伤本构模型。该本构模型考虑了砂浆材质拉、压性质的不同,可适用于细观层面三维锈胀作用下的数值模拟。(2)基于X-rayCT扫描技术无损获取了不同时刻下氯盐环境中配筋砂浆试件的非均匀锈蚀情况,并结合数字体像相关技术(DVC)计算了不同锈蚀时刻试件的三维位移场和三维应变场。通过灰度阈值分割技术对组成材料分别进行三维重构,获得了在应力状态下的锈蚀产物体积膨胀率P。采用数值模拟方法研究了配筋砂浆试件的三维非均匀锈胀损伤劣化全过程。通过DVC计算结果与数值模拟结果的对比,验证了数值模拟的可靠性。(3)基于X-rayCT扫描技术无损获取了不同时刻下氯盐环境中钢筋混凝土试件的非均匀锈蚀情况,并结合DVC技术计算了不同锈蚀时刻试件的三维位移场和三维应变场。通过灰度阈值分割技术对混凝土组成材料分别进行三维重构,获得了粗骨料和气孔的实际空间分布。在考虑粗骨料和气孔(孔径大于1mm)的实际空间分布的基础上,建立了钢筋混凝土数值模型,模拟了钢筋混凝土在非均匀锈蚀作用下的三维损伤场劣化过程,同时对比DVC计算结果验证了数值模拟的可靠性。此外,对比研究了均匀和非均匀锈蚀作用下钢筋混凝土试件的三维损伤劣化速度与形貌差异,结果表明非均匀锈蚀将造成比均匀锈蚀更大的危害。(4)采用疲劳轴向拉伸试验获得了不同受拉损伤程度的配筋砂浆试件,并将损伤试件浸泡在氯盐溶液中进行了损伤砂浆中的氯盐传输研究。基于最小二乘法拟合获得了砂浆受拉损伤变量Dp与因损伤造成的氯离子扩散系数放大倍数Kf之间的经验公式。(5)建立了考虑真实三维骨料空间分布的钢筋混凝土氯盐传输数值模型,并通过试验验证了数值模型的正确性。通过随机投放真实粗骨料,研究了粗骨料空间分布对钢筋混凝土中氯离子三维传输的影响,并与二维传输情况进行对比。研究结果表明粗骨料空间分布不同引起的相同侵蚀深度处氯离子浓度分布符合正态分布的形式,且三维传输的空间效应不可忽视。此外,通过Abaqus有限元软件中模拟获得了钢筋混凝土试件的三维锈胀损伤场,将锈胀损伤场导入COMSOL软件中进行了损伤混凝土中的氯盐传输研究,研究分析了三维损伤劣化对混凝土中氯离子传输的影响。
戴宇[2](2021)在《钢筋锈蚀对地铁隧道衬砌结构安全性影响研究》文中认为
白瑞[3](2021)在《地聚物基钢筋防腐涂层配合比设计及防腐性能试验研究》文中研究表明钢筋混凝土是水利工程中最重要的建筑材料之一,由于水工建筑物工作环境的特殊性,对于钢筋混凝土的耐久性有较高的要求,而钢筋腐蚀是导致钢筋混凝土耐久性降低的最主要因素之一,因此,从钢筋腐蚀防护角度展开研究以提高结构的可靠性具有重要的意义。针对钢筋锈蚀问题,已经有诸多防护措施投入应用,但各自存在其局限性。地聚物混凝土具有绿色低碳的特点,适应当今社会发展的主题,高密实性及强耐蚀性的特性使得其在钢筋防腐方面具有广阔的应用价值,基于目前的研究进展,地聚物混凝土还未达到大规模工程应用的程度,但采用地聚物为基料制备钢筋防腐涂层有研究的价值。为此,本文以地聚物防腐涂层为研究对象,开展了以下研究:(1)基于钢筋防腐涂层的施工性能需求,从地聚物涂层的配合比参数选择以及涂层的制备工艺出发,开展了配合比设计试验研究。介绍了涂层制备的流程工艺,通过测定各组涂层试件的凝结时间、硬度、耐盐水性、表观以及开路电位,筛选出具有良好工作性能的配合比组:其中P.O水泥和偏高岭土作为胶凝材料,碱激发剂与胶凝材料混合比为0.85,水泥取代胶凝材料比率为5%,碱激发剂中氢氧化钠的浓度为10mol/L,水玻璃溶液与氢氧化钠溶液质量比为2.5。各项基本工作性能满足施工需求。(2)混凝土碳化与氯离子侵蚀是导致钢筋锈蚀的最主要因素。本文通过调节水泥提取液的PH,模拟不同碳化程度条件下的混凝土环境,随后不断掺入固定浓度的氯化钠溶液,并进行电化学测定。以此研究在不同混凝土碳化程度条件以及不同氯离子浓度环境下,地聚物涂层对钢筋的防护作用。结果表明:在混凝土轻微碳化条件下,涂层对钢筋的钝化过程无不利影响,随着环境溶液中氯离子浓度的增大,不同碳化程度下钢筋致脱钝的氯离子浓度都有一定程度的增大,也表明了本涂层能保证在相对较高氯离子浓度下的防腐性能。(3)钢筋的腐蚀是长期侵蚀作用的结果,因此本文将对长期氯盐环境下地聚物涂层的防腐性能展开研究。以涂层钢筋混凝土试件为研究对象,开展了长期氯盐浸泡试验,并通过电化学工作站对体系的腐蚀状态进行监测,随后,以腐蚀电流为指标建立涂层的防护效率模型,并与现有的钢筋防腐材料进行对比,最后,通过长期氯盐浸泡后的钢筋腐蚀表观,从宏观角度反映地聚物涂层的防腐性能。结果表明:涂层在钢筋混凝土服役的早期能起到较好的防护效果,但随着局部缺陷的产生,最终腐蚀会向着不可控的方向发展。根据腐蚀电流得到的地聚物涂层的防腐效率能达到50%以上,无涂层的钢筋发生大规模的面腐蚀,而有涂层的钢筋仅发生局部点腐蚀。
江钰[4](2021)在《锈蚀钢筋混凝土柱残余承载力研究》文中认为钢筋混凝土结构是世界上使用率最高的结构之一,广泛用于建筑房屋、桥梁、道路、水利工程等基础设施中,由于混凝土自身的稳定性以及混凝土对内部钢筋有一定保护作用,人们在很长一段时间内都忽视了混凝土耐久性对结构的影响。近年来,随着钢筋混凝土结构数量的不断增多,结构的耐久性问题异常突出,越来越多的钢筋混凝土结构在远未达到其设计使用寿命时就经历了严重的力学性能退化,这在很大程度上威胁了结构的可靠性和安全性。结构耐久性问题引发的不仅仅是环境破坏、资源浪费等问题,甚至导致人员伤亡。因此,钢筋混凝土结构耐久性问题是土木工程基础设施可持续发展的关键问题,有必要对混凝土结构耐久性问题进行深入研究,为实际工程中钢筋混凝土结构的维护、修复项目提供理论参考。在以往研究中多以钢筋混凝土梁构件为主要研究对象,对竖向承重柱构件为主要研究对象的开展较少,并且以往研究多考虑单因素对结构的影响,不符合工程实际。本文以锈蚀钢筋混凝土柱为研究对象,采用试验研究与理论推导相结合的研究方法,从多因素耦合(环境-荷载)的研究角度出发开展钢筋混凝土柱耐久性试验,并建立锈蚀钢筋混凝土柱承载力退化模型,用于定量计算锈蚀钢筋混凝土柱的残余承载力,为制定经济有效的修复、维护策略提供理论依据。本文试验研究部分的主要工作包括:利用自主设计的持续荷载-氯盐喷雾装置对钢筋混凝土柱进行长期性能试验,模拟实际工程中钢筋混凝土柱结构受氯盐环境影响的劣化历程,研究裂缝扩展与锈蚀率之间的关系以及不同持荷下钢筋混凝土柱的残余承载力随锈蚀程度的变化规律。本文理论部分主要工作包括:通过分析钢筋锈蚀引起的试验柱钢筋、混凝土材料损伤机理,构建相应的材料退化模型以及构件强度退化模型,定量计算锈蚀钢筋混凝土柱的轴心受压以及偏心受压残余承载力,并依据锈蚀柱信息绘制对应的弯矩-轴力相互作用曲线(M-N图),再将理论计算结果与试验测得结果进行对比校核,最终形成锈蚀钢筋混凝土柱残余承载力退化模型。试验结果与理论结果对比表明,本文建立的锈蚀钢筋混凝土柱残余承载力退化模型不仅可以定量评估钢筋混凝土结构的力学性能,同时可以在钢筋混凝土结构的锈蚀损伤寿命期内提供最优修复加固方案,为实际工程提供一定程度的理论参考。
李树鹏[5](2021)在《聚合物导电砂浆阳极开发及腐蚀钢筋混凝土电化学除盐研究》文中研究指明氯离子渗透并诱导混凝土中钢筋锈蚀是引起海洋钢筋混凝土结构耐久性降低的重要原因,电化学除氯技术是一种能够有效去除混凝土内氯离子、钢筋性能恢复的保护方法。考虑到传统不锈钢网、钛网阳极材料难以铺设、易锈蚀、成本高等问题,本文首先开发了聚合物改性导电修补砂浆,以聚合物改性导电修补砂浆作为电化学除氯的阳极材料,研究电化学除氯的有效性以及电化学参数、混凝土类型、钢筋布置方式等对电化学除氯效率的定量影响规律,提出了提升电化学除氯效率的有效措施。针对钢筋混凝土试件开展恒电位加速腐蚀以及电化学除氯试验,监测钢筋锈蚀及性能恢复过程中应力/应变与电磁场变,分析电化学除氯的有效性及其对钢筋性能影响。本文的主要研究内容及结论如下:(1)以硫铝酸盐水泥为主要胶凝材料,硅灰和矿粉为辅助胶凝材料,碳纤维为导电相,掺加0-3%的可再生改性乳胶粉(EVA)制备聚合物改性导电修补砂浆;研究其工作性、抗压/抗折强度、粘结强度、抗渗透性及体积稳定性。试验结果表明:EVA改性后的砂浆凝结时间延长、流动度增加、整体工作性提升;EVA掺加提高了修补砂浆的抗折强度,降低了抗压强度,但砂浆的韧性和粘结强度提高;EVA的加入提高修补砂浆的抗氯离子渗透性能,降低了砂浆的干燥收缩和吸水率。高性能聚合物改性修补砂浆建议配合比为胶凝材料:砂:水=1:1.5:0.35,聚合物可再分散乳胶粉掺量为2%,碳纤维掺量为0.6%。(2)以聚合物改性能导电修补砂浆为阳极并设置不同厚度,对内掺氯盐、不同钢筋布置方式、不同强度等级钢筋混凝土进行电化学除氯试验。结果表明:在聚合物改性修补砂浆中掺加0.6%的碳纤维使得砂浆电阻率降到120Ω·cm左右,可作为电化学除氯阳极;相比于不锈钢网阳极,导电修补砂浆阳极除氯效率略低但便于铺设、且可作为后期阴极保护阳极或普通防护涂层,可循环利用。导电修补砂浆阳极厚度越薄,电化学除氯效率越高,但在修补砂浆阳极与混凝土界面存在氯离子富集现象。除盐电流密度越高,通电时间越长,电化学除氯效率越高;混凝土强度等级越高、越致密,其除盐效率越低;混凝土中钢筋笼通电后电势相同,钢筋笼内的氯离子通过电化学除氯难以高效去除。(3)研究间歇式脉冲电流、导电修补砂浆网状铺设、双阳极布置等对电化学除氯效率、阳极-混凝土表层氯离子富集的影响,试验结果表明:相比连续通电,使用间歇式的脉冲电流可有效提高电化学除氯效率,其中3天通电+3天断电模式除盐14d可达到连续通电28d的除盐效率;通过将导电修补砂浆阳极布置为网格状,增加其与电解质溶液的接触面积,更有利于氯离子排出并降低界面处氯离子富集;采用导电修补砂浆+不锈钢网双阳极布置方式既可防止砂浆开裂又可缩短氯离子迁移距离、降低界面处氯离子富集,提升除盐效率。(4)对钢筋混凝土外渗氯盐、恒电位加速腐蚀,并利用导电修补砂浆阳极对其电化学除氯,利用内壁贴应变片钢筋、电磁传感器等监测钢筋锈蚀及除氯过程中的应变及霍尔电压。研究表明:钢筋锈胀应力施加于钢筋内壁、可被内贴应变片监测其应变并计算应力,钢筋锈蚀产物导致的磁导率变化可通过内置电磁传感器的霍尔电压信号演变监测,锈胀导致混凝土开裂使得外渗溶液直接到达钢筋表面、腐蚀电流突增。以聚合物改性导电修补砂浆为阳极对加速腐蚀钢筋混凝土电化学除氯可有效去除混凝土中氯离子,钢筋性能得以恢复。
刘继睿[6](2021)在《持续荷载作用下非均匀锈蚀钢筋与混凝土间粘结性能的研究》文中研究表明良好的粘结性能是钢筋与混凝土共同工作的前提,是钢筋混凝土构件力学性能的保证。钢筋混凝土结构受外部侵蚀性环境影响,在服役期间内发生的钢筋锈蚀是影响粘结性能的重要因素。钢筋锈蚀将使钢筋与混凝土间粘结界面特性发生改变,甚至导致混凝土保护层的开裂、剥落、脱层,进而引起粘结性能劣化等问题。钢筋混凝土构件在服役期内往往会承受长期的外部荷载作用,在外荷载作用下钢筋锈蚀对粘结退化影响的研究更具有实际工程意义。本文针对钢筋混凝土间粘结性能的问题,以钢筋锈蚀率及持续荷载等级为因素,对钢筋锈蚀外形、时变滑移规律、锈蚀开裂破坏、粘结滑移关系进行系统的研究,主要研究内容如下:(1)基于Faraday锈蚀定律,对通电加速锈蚀中不同辅助电极布置位置下的钢筋锈蚀外形进行仿真分析。计算钢筋锈蚀层分布的不均匀状态,并与其他文献中混凝土内钢筋在自然环境下的锈蚀进行对比,以选择接近钢筋自然锈蚀的通电加速锈蚀方法。通过通电加速锈蚀试验对仿真结果进行验证,以证明仿真模型的有效性。提出在通电加速锈蚀中钢筋锈蚀分布的计算方法及控制方案。(2)通过荷载作用期间内的钢筋锈蚀试验,记录持续荷载作用下锈蚀发展过程中钢筋与混凝土的相对滑移变化,分析锈蚀及持续荷载等级对时变滑移的影响。通过对试件时变滑移率的分析,判断滑移随时间的变化趋势。(3)基于弹性力学理论,计算钢筋非均匀锈蚀导致混凝土开裂的最大锈蚀深度。根据混凝土开裂后锈蚀产物对裂缝的填充情况,推导钢筋锈蚀程度与混凝土表面裂缝宽度之间的关系公式,并以现有文献中试验数据对其进行验证。绘制持续荷载作用下锈蚀开裂试件的裂缝分布图,研究荷载作用对锈蚀裂缝分布规律的影响。(4)通过弯曲粘结试验,记录各试件的荷载与滑移数据,并绘制粘结应力-滑移曲线,分析持续荷载等级及锈蚀率对粘结滑移曲线的影响。通过对极限粘结强度及峰值滑移的分析,研究粘结滑移曲线的特征。计算粘结破坏能量,从能量的角度分析粘结性能的劣化。
熊浩怀[7](2021)在《昆明地区某实验厂房RC排架柱不同服役周期内安全性能综合评估研究》文中研究表明钢筋混凝土结构(RC结构)是目前使用最为广泛的结构形式。长期暴露在自然环境中服役的RC结构普遍受到了环境的侵蚀作用,出现了碳化和钢筋锈蚀等病害,导致结构力学性能逐步退化,增加了提前失效的风险。但现有研究中鲜有考虑环境因素的影响,同时综合耐荷和抗震对RC重要构件进行安全性能评估的研究,因此,在实际工程中开展此类工作显得极为迫切且具有现实意义。鉴于此,本文以昆明地区某实验楼厂房的RC排架柱为研究案例,研究环境因素影响下排架柱在不同服役周期内的承载能力和抗震性能退化规律,并对其安全性能进行综合评估,最后本文基于排架柱保护层混凝土锈胀裂缝宽度并结合神经网络开发能快速评估其安全性能的无损检测系统KUSYPJZ-T1,以下为本文主要研究工作:(1)为建立准确的ABAQUS有限元模型分析排架柱的安全性能退化规律,研究了钢筋和混凝土的本构关系,基于Mander模型修正了箍筋锈蚀后的约束混凝土本构,利用文献试验数据验证了模型的准确性,并通过Najar理论建立了核心区混凝土的ABAQUS塑性损伤模型;采用了考虑粘结滑移效应的钢筋双折线模型,并考虑了钢筋锈蚀后对滑移效应的影响。(2)为评估排架柱在不同服役周期内的安全性能,根据《既有混凝土结构耐久性评定标准》(GB/T51355-2019),考虑到实际服役环境的影响对排架柱的劣化进程进行了分析,计算了内部钢筋初始锈蚀时刻和相应锈蚀速率;同时根据劣化进程有针对性的设计了多组包含不同服役周期的损伤工况,利用ABAQUS有限元分别对其进行了常规单调加载和地震作用反复加载。(3)为量化评估不同服役期内RC排架柱的安全性能,定义了承载安全系数表征排架柱的承载性能变化规律,采用耗能和变形双参数研究了不同服役周期内排架柱的抗震损伤情况,综合承载和抗震能力对排架柱在不同服役周期和超限服役状态下的安全性能进行了评估,并对排架柱超限服役提出了加固建议。(4)为实现对实际工程中排架柱安全性能的快速评估和无损检测,研究了排架柱锈胀裂缝宽度与钢筋锈蚀率的计算模型,提出了基于锈胀裂缝宽度的安全性能评估方法,基于本文对不同服役工况的排架柱的ABAQUS模拟结果数据,结合BP神经网络模型开发了快速评估排架柱安全性能的软件系统。
杨振清[8](2021)在《盐雾环境中涂层钢筋腐蚀性行为研究》文中研究说明在我国西北地区,气候干旱,蒸腾作用较强,受内陆河流动的迁移,不仅加剧了土壤盐渍化,也促进了内陆湖向盐湖的演变。使处于该地区的建筑物及构筑物,在盐湖盐雾和土壤中盐类的不断侵蚀下,建筑结构中钢筋发生严重的锈蚀,建筑物及构筑物普遍存在无法达到其服役寿命的情况。针对这一问题,本文在国家自然科学基金(氯氧镁水泥钢筋混凝土在青海盐湖地区的关键技术研究,项目编号:51868044)资助下,设计盐雾试验,对裸露钢筋和涂层钢筋试件进行加速锈蚀,通过电化学试验测定相关参数,分析参数的变化,探究钢筋试件在盐雾环境下表现出的腐蚀性行为。并利用不同参数的增量变化关系,分别利用Wiener过程和一元线性回归两种方法建立涂层钢筋失效对比模型确定出适合建立涂层钢筋失效模型的参数和模型方法。本文主要研究内容:(1)选用具有地区代表性的氯盐、硫酸盐和氯盐-硫酸盐耦合溶液,利用盐雾箱,电化学工作站等设备,对钢筋进行盐雾试验以达到加速锈蚀的目的,并通过电化学无损检测手段测定盐雾试验过程中不同盐种类及浓度下钢筋电化学参数的变化,来进行钢筋的腐蚀性行为研究。结果表明:在氯盐和氯盐-硫酸盐耦合盐雾环境中,环氧树脂涂层对钢筋防护效果优于沥青涂层;在硫酸盐盐雾环境中,沥青涂层表现出比环氧树脂涂层更好的耐久性。但是考虑到沥青涂层厚度较厚且厚度难以控制,以及容易出现剥离等原因,综合来看,沥青涂层和环氧树脂涂层具备在盐类侵蚀环境中对钢筋较好的防护效果,但是环氧树脂涂层工作性能更好。(2)根据电化学试验得到的腐蚀电流密度结果:氯盐侵蚀环境中钢筋锈蚀最严重,氯盐-硫酸盐侵蚀环境中钢筋锈蚀次之,硫酸盐侵蚀环境中钢筋锈蚀最轻。裸露钢筋的腐蚀电流密度随着氯盐浓度的升高其腐蚀情况也趋于严重。在氯盐溶液中掺加一定量的硫酸盐溶液进行盐雾试验发现硫酸盐可以起到缓蚀的效果,但是在单一的硫酸盐侵蚀环境下,钢筋仍然会发生严重锈蚀,其原因是硫酸盐充当了电解质起到加速电化学腐蚀的作用。(3)通过涂层钢筋竞争失效模型对比,结果表明:选择电化学腐蚀电流密度作为参数时,建立的一元线性回归模型无法正确表征腐蚀电流密度退化关系,且不满足检验条件,而基于Wiener过程建立的可靠度预测模型准确性低;选择钢筋质量退化量作为参数时,基于Wiener过程建立的可靠度预测模型准确性高,并能正确反映可靠度退化关系,能够用于涂层钢筋竞争失效模型对比。
王鹏辉[9](2021)在《西部盐湖环境下涂层钢筋氯氧镁水泥混凝土劣化规律研究》文中研究指明西部盐湖、盐渍土地区土壤中含大量的氯盐、硫酸盐、碳酸盐等对混凝土耐久性产生不利影响的盐类,使得普通钢筋混凝土建筑在此地区不能具有很好的适用性,通常在远早于设计年限发生破坏。而氯氧镁水泥混凝土(Magnesium oxychloride cement concrete-MOCC)作为一种镁质胶凝体系混凝土,不经改性在此地区就具有很好的适用性,但是MOCC中钢筋极易发生锈蚀的缺点限制了其推广应用。为解决此问题,提出采用涂层对钢筋进行防护,来防止其锈蚀。然而,西部地区昼夜温差大、风沙大、紫外线强,因此在防止钢筋锈蚀的同时,还需要考虑外部环境对涂层钢筋氯氧镁水泥混凝土(Coated reinforced magnesium oxychloride cement concrete-CRMOCC)的服役性能影响。本文,根据西部盐湖、盐渍土地区的环境以及MOCC的特点,设计CRMOCC协同工作性能试验来研究涂层钢筋与MOCC的协同工作性能。系统开展典型环境下CRMOCC、氯氧镁水泥钢筋混凝土(Reinforced magnesium oxychloride cement concrete-RMOCC)长期溶液浸泡试验,研究涂层对钢筋保护过程中的长期稳定性及CRMOCC的整体耐久性。设计CRMOCC、RMOCC高低温交变试验,研究CRMOCC、RMOCC在高低温作用下的退化规律。通过CRMOCC、RMOCC恒电流通电加速试验和X-CT试验,研究钢筋锈蚀及锈胀裂缝的空间发展规律。基于灰度共生矩阵(Gray-level co-occurrence matrix-GLCM),在传统裂缝几何参数分析的基础上,对CRMOCC、RMOCC在高低温试验和恒电流通电加速试验过程中的裂缝发展规律进行研究。基于Copula函数,以相对锈蚀评价参数?1、相对动弹性模量评价参数?2、相对质量评价参数?3作为退化指标,进行了两因素、三因素作用下的CRMOCC整体耐久性可靠度分析。主要研究内容及结论如下:(1)通过盐雾试验、电化学试验、拉伸试验、植筋拉拔试验,从涂层对钢筋的保护性能、外荷载作用下涂层的完整性、涂层作用下钢筋的粘结力影响三方面进行分析,对CRMOCC的协同工作性能进行研究。结果表明:对于GH(富锌环氧树脂)涂层和沥青涂层而言,当GH涂层厚度为0.3 mm、YP沥青涂层厚度为0.4 mm时CRMOCC的协同工作性能最好。(2)对CRMOCC、RMOCC进行了长期溶液浸泡试验,以反映钢筋锈蚀的腐蚀电流密度、裂缝开展的ω2、质量损失的ω3作为耐久性评价参数,研究CRMOCC、RMOCC的整体耐久性退化过程。研究表明:在四种环境下的(涂层)钢筋锈蚀程度关系为:氯盐环境>硫酸盐环境>潮湿环境>干燥环境。氯盐环境下有损GH涂层钢筋在180 d已达到低锈蚀状态。在干燥环境下YP沥青对钢筋的保护效果要好于氯盐环境、硫酸盐环境和潮湿环境。ω2、ω3在退化过程中近似服从线性退化规律,ω2在退化过程中表现的更为敏感。(3)为了得到CRMOCC在三个因素综合作用下的可靠度退化规律,以ω1、ω2、ω3作为退化指标,在Copula函数的基础上进行建模,结果表明:在单因素作用下S(t1)、S(t2)、S(t3)分别在20000 d、16000 d、18000 d时可靠度为零。在双因素作用下,以二元Gumbel-Copula函数作为连接函数,CRMOCC在13000 d时可靠度为零。在三因素作用下,以三元Clayton-Copula函数作为连接函数,CRMOCC在10390 d时可靠度为零。(4)通过高低温试验、恒电流通电加速试验研究CRMOCC、RMOCC在高低温变化、恒电流通电加速过程中的(涂层)钢筋锈蚀、裂缝发展、质量损失退化规律,并采用人工识别、边缘检测、阈值分割、K-means聚类算法对试件表面裂缝发展进行了捕捉。研究表明:GH涂层、YP涂层可以很好的保护钢筋锈蚀。对于同时期的ω2、ω3而言保护层厚度越大,其降低速率越小,ω2在试件的退化过程中更为敏感。虽然边缘检测、阈值分割、K-means聚类算法都可以实现试件表面裂缝捕捉,但是精确度受外部环境影响较大。(5)以恒电流通电加速下的CRMOCC退化为研究对象,采用X-CT研究了其在退化过程中的钢筋锈蚀和锈胀裂缝发展的空间规律。结果表明:钢筋锈蚀始于钢筋和氯氧镁水泥界面破坏处。随着钢筋的不断锈蚀,锈蚀物逐渐遍布钢筋的整个表面并向水泥浆中扩散。裂缝的开展始于钢筋的一个外表面,裂缝的发展和骨料与水泥浆之间的界面过渡区有关,并按着界面过渡区的方向发展,MOCC界面过渡区形成的针状产物是导致薄弱面存在的关键原因。LG(裸钢)、YP试件表面裂缝开展宽度分别与钢筋体积损失和锈蚀物体积发展呈线性关系,LG钢筋体积损失与锈蚀物增长呈指数关系,YP钢筋体积损失与锈蚀物增长呈线性关系,LG试件表面裂缝宽度与裂缝体积增长呈指数关系,YP试件表面裂缝增长与裂缝体积呈线性关系。对于LG-A和YP-A组试件,同时期钢筋的实际锈蚀率和理论锈蚀率分别为10.72%、10.05%、13.47%、18.81%。(6)采用X-CT和GLCM图像分析方法对RMOCC在锈胀力作用下的表面、内部细观损伤进行分析。采用GLCM的四个特征值(对比度、相关性、能量、均质性)来反映细观损伤变化,并对四个特征值进行统计分析,研究表明:随着混凝土试件损伤的逐渐增大,对比度值呈增大趋势,而相关性、均质性、能量值呈减小趋势。对对比度、相关性、能量、均质性四组值进行统计分析,得出其均服从正态分布。对GLCM的四个特征值进行可靠度竞争失效分析得出,采用均质性特征值对混凝土在锈胀力作用下的退化规律进行评价更合适。通过对混凝土试件损伤前后的热力图进行分析,得出损伤前后,矩阵峰水平投影的带宽显着减小,且随着损伤的逐渐增加,矩阵峰沿着矩阵主对角线延伸。ROI区域大小的选择对GLCM中四个特征值的大小有一定影响,但是不会改变其发展规律,含裂缝ROI区域越小,对比度越大,而其他三个特征值的变化波动不大。
明慧伶[10](2021)在《红外热成像法检测混凝土内部双根钢筋锈蚀试验研究》文中研究表明钢筋混凝土是我国应用最广的建筑材料之一,钢筋锈蚀是混凝土结构耐久性破坏的主要原因,钢筋锈蚀引发的问题威胁着人们的生命和财产安全,因此混凝土内部钢筋锈蚀程度的准确检测对评估结构耐久性具有重要意义。混凝土中钢筋锈蚀程度的检测方法分为有损检测和无损检测两大类,其中有损检测会对结构产生一定的破坏,并且检测范围较为局限,无损检测的各大方法也具有各自的优势和局限性。本文基于红外热成像的基本原理,开展了不同钢筋锈蚀率、不同保护层厚度、不同钢筋间距的混凝土中双根钢筋锈蚀程度的无损检测试验。在热像图中温度沿钢筋轴向稳定分布的区域内,提取与钢筋纵轴垂直的一条线段上的温度数据,此线段称为测温线。分析测温线上的温度分布情况以及钢筋中轴线与测温线交点处的温差(温度峰值与初始温度的差值)与锈蚀率、保护层厚度、钢筋间距之间的关系,并分析以钨丝通电加热为热源的红外热成像无损检测方法检测混凝土内部双根钢筋锈蚀程度的可行性和准确性。本文主要研究内容如下:(1)基于红外热成像法的混凝土中钢筋锈蚀程度的试验研究:通过将钢筋切割并开槽,在凹槽内填充导热硅胶并放置钨丝的方法制作可以均匀加热的钢筋作为红外热成像检测试验的外激励热源;开展了3种保护层厚度为30mm、40mm、50mm,2种钢筋间距为60mm、70mm,6种目标锈蚀率为0%、3%、5%、7%、9%、12%的红外热成像无损检测试验;试件浇筑完成后,采用全浸泡外加电流的方法对钢筋进行加速锈蚀;对所有试件进行加热试验和红外热成像测温试验,获取检测过程中试件表面的温度数据。(2)记录锈蚀试件表面的锈胀裂缝,同系列试件锈蚀率越大,裂缝开展越严重,表现在裂缝宽度和数量的增加上。采用s/c的值来说明两根钢筋锈蚀的相互影响以及裂缝开展规律,结果表明:s/c≥2时,有18条纵向裂缝位于底面,仅有2条纵向裂缝位于侧面;s/c≤1.75时,有33条纵向裂缝位于侧面,仅有5条纵向裂缝位于底面。并且s/c越小,钢筋间的相互作用越大,钢筋间混凝土越易出现横向裂缝,混凝土的破坏形式更易表现为层状剥落。(3)红外热成像检测试验的结果表明:随着钢筋锈蚀率增大,钢筋中点处温差减小;温差与保护层厚度也呈明显的负相关关系。通过采集到的温度数据,对各系列试件锈蚀率与温差进行拟合分析,得出锈蚀率与温差的定量关系;在钢筋间距为60mm和70mm的情况下,对各试件的锈蚀率、保护层厚度和温差进行拟合分析,得出锈蚀率、保护层厚度和温差三者间的定量关系,分析得出的关系式拟合优度均较为可靠;在保护层厚度为30mm、40mm和50mm的情况下,分析钢筋间距对温差的影响规律。试验结果表明本文探究红外热成像法检测混凝土内双根钢筋锈蚀程度的方法是可行的,本文研究成果可为后续的红外热成像技术检测混凝土内锈蚀程度的相关研究提供一定的理论和试验基础。
二、关于钢筋锈蚀与保护的研究(论文开题报告)
(1)论文研究背景及目的
此处内容要求:
首先简单简介论文所研究问题的基本概念和背景,再而简单明了地指出论文所要研究解决的具体问题,并提出你的论文准备的观点或解决方法。
写法范例:
本文主要提出一款精简64位RISC处理器存储管理单元结构并详细分析其设计过程。在该MMU结构中,TLB采用叁个分离的TLB,TLB采用基于内容查找的相联存储器并行查找,支持粗粒度为64KB和细粒度为4KB两种页面大小,采用多级分层页表结构映射地址空间,并详细论述了四级页表转换过程,TLB结构组织等。该MMU结构将作为该处理器存储系统实现的一个重要组成部分。
(2)本文研究方法
调查法:该方法是有目的、有系统的搜集有关研究对象的具体信息。
观察法:用自己的感官和辅助工具直接观察研究对象从而得到有关信息。
实验法:通过主支变革、控制研究对象来发现与确认事物间的因果关系。
文献研究法:通过调查文献来获得资料,从而全面的、正确的了解掌握研究方法。
实证研究法:依据现有的科学理论和实践的需要提出设计。
定性分析法:对研究对象进行“质”的方面的研究,这个方法需要计算的数据较少。
定量分析法:通过具体的数字,使人们对研究对象的认识进一步精确化。
跨学科研究法:运用多学科的理论、方法和成果从整体上对某一课题进行研究。
功能分析法:这是社会科学用来分析社会现象的一种方法,从某一功能出发研究多个方面的影响。
模拟法:通过创设一个与原型相似的模型来间接研究原型某种特性的一种形容方法。
三、关于钢筋锈蚀与保护的研究(论文提纲范文)
(1)钢筋混凝土非均匀锈胀三维损伤劣化对氯盐传输的影响(论文提纲范文)
致谢 |
摘要 |
ABSTRACT |
第一章 绪论 |
1.1 研究背景及意义 |
1.2 混凝土中氯离子的传输机理及影响因素 |
1.2.1 粗骨料对传输的影响 |
1.2.2 损伤对氯离子传输的影响 |
1.3 钢筋混凝土结构中钢筋锈蚀规律 |
1.3.1 自然锈蚀 |
1.3.2 通电加速锈蚀 |
1.3.3 数值模拟研究 |
1.4 钢筋混凝土锈胀损伤开裂研究 |
1.4.1 试验研究 |
1.4.2 理论研究 |
1.4.3 数值研究 |
1.5 本文研究目的及内容 |
第二章 基于热力学理论的砂浆弹塑性损伤力学本构模型 |
2.1 引言 |
2.2 双标量损伤的定义 |
2.3 塑性应变的发展过程 |
2.3.1 屈服准则 |
2.3.2 强化准则 |
2.3.3 非关联流动法则 |
2.4 损伤变量 |
2.5 损伤演化过程 |
2.6 数值实现 |
2.7 砂浆力学性能参数 |
2.7.1 试件的浇筑 |
2.7.2 砂浆力学性能测试 |
2.8 本章小结 |
第三章 配筋砂浆中三维非均匀锈胀损伤劣化过程 |
3.1 引言 |
3.2 试验准备及流程 |
3.2.1 试件的配合比和尺寸 |
3.2.2 通电加速锈蚀方法 |
3.2.3 X-rayCT无损扫描 |
3.3 配筋砂浆锈胀开裂过程分析 |
3.3.1 各相物质的灰度阈值划分 |
3.3.2 三维重构及各物质的空间分布 |
3.3.3 DVC精度分析 |
3.3.4 配筋砂浆的非均匀锈胀应变场发展过程 |
3.3.5 裂缝形貌 |
3.4 三维锈胀损伤过程模拟 |
3.4.1 数值模型的建立 |
3.4.2 数值模型的结果及试验验证 |
3.4.3 均匀和非均匀锈胀作用下的三维损伤场对比 |
3.5 本章小结 |
第四章 钢筋混凝土中三维非均匀锈胀损伤过程研究 |
4.1 引言 |
4.2 试件浇筑和试验方法 |
4.2.1 试件的配合比和尺寸 |
4.2.2 非均匀通电加速锈蚀及X-rayCT无损扫描 |
4.3 钢筋混凝土锈胀损伤过程分析 |
4.3.1 不同物质的灰度阈值划分 |
4.3.2 三维重构及物质的空间分布 |
4.3.3 钢筋混凝土的非均匀锈胀应变场发展过程 |
4.3.4 钢筋混凝土裂缝形貌分析 |
4.4 非均匀与均匀锈胀损伤场的劣化过程模拟 |
4.4.1 数值模型的构建 |
4.4.2 数值模型的结果及试验验证 |
4.4.3 均匀和非均匀荷载作用下的开裂模拟对比 |
4.5 本章小结 |
第五章 损伤对砂浆基质的氯离子传输性能影响研究 |
5.1 引言 |
5.2 试验准备 |
5.2.1 试件制备 |
5.2.2 力学性能测试 |
5.2.3 应变片粘贴 |
5.3 疲劳轴向拉伸试验 |
5.3.1 疲劳荷载施加 |
5.3.2 试验结果及分析 |
5.4 氯离子扩散系数测定 |
5.4.1 氯盐传输试验 |
5.4.2 磨粉制备及氯离子含量测量 |
5.4.3 测量结果 |
5.5 疲劳拉伸损伤与氯离子扩散系数之间的关系 |
5.6 章节小结 |
第六章 粗骨料空间分布和三维锈胀损伤对混凝土中氯离子传输的影响 |
6.1 引言 |
6.2 试验研究 |
6.2.1 材料和试件准备 |
6.2.2 试验过程 |
6.3 三维细观传输数值模型验证 |
6.3.1 数值模型建立 |
6.3.2 数值模型验证 |
6.4 随机骨料分布的钢筋混凝土数值传输模型 |
6.4.1 粗骨料级配及模型边界条件 |
6.4.2 粗骨料的三维空间随机分布 |
6.5 粗骨料空间分布影响的结果分析和讨论 |
6.5.1 钢筋表面的氯离子分布 |
6.5.2 粗骨料空间分布对混凝土中氯离子传输的影响 |
6.5.3 二维传输与三维传输模拟的差异性 |
6.6 锈胀损伤对混凝土中氯离子传输结果的影响 |
6.6.1 损伤混凝土中的氯离子传输模拟 |
6.6.2 未损伤与锈胀损伤混凝土中氯离子传输结果对比分析 |
6.7 本章小结 |
第七章 结论与展望 |
7.1 本文主要结论 |
7.2 本文主要创新点 |
7.3 研究展望 |
参考文献 |
作者简历及在读期间取得的科研成果 |
(3)地聚物基钢筋防腐涂层配合比设计及防腐性能试验研究(论文提纲范文)
摘要 |
Abstract |
1 绪论 |
1.1 研究背景及意义 |
1.2 研究现状 |
1.2.1 钢筋锈蚀研究现状 |
1.2.2 钢筋腐蚀防护研究现状 |
1.2.3 地聚物研究现状 |
1.2.4 目前研究中存在的问题 |
1.3 研究内容及研究思路 |
1.3.1 研究内容 |
1.3.2 技术路线 |
2 钢筋混凝土结构钢筋锈蚀机理及分析方法 |
2.1 钢筋混凝土结构钢筋锈蚀理论 |
2.1.1 钢筋混凝土结构中钢筋腐蚀机理 |
2.1.2 钢筋混凝土结构中钢筋的钝化 |
2.1.3 影响钢筋混凝土结构钢筋锈蚀的因素 |
2.2 钢筋混凝土中钢筋锈蚀的研究方法 |
2.2.1 检测方法 |
2.2.2 电化学方法 |
2.3 本章小结 |
3 地聚物基防腐涂层配合比设计研究 |
3.1 概述 |
3.2 试验材料与设备 |
3.2.1 试验材料 |
3.2.2 试验设备 |
3.3 试验方案设计 |
3.4 试验方法 |
3.4.1 凝结时间的测定 |
3.4.2 耐盐水性的测定 |
3.4.3 硬度的测定 |
3.4.4 开路电位的测定 |
3.5 地聚物防腐涂层的制备 |
3.5.1 碱激发剂的制备 |
3.5.2 地聚物防腐涂层的拌和 |
3.5.3 地聚物防腐涂层测试试件的制备 |
3.6 试验结果分析 |
3.6.1 凝结时间 |
3.6.2 耐盐水性 |
3.6.3 硬度 |
3.6.4 开路电位 |
3.7 地聚物防腐涂层的配合比设计 |
3.8 本章小结 |
4 混凝土碳化下地聚物基涂层防腐性能研究 |
4.1 概述 |
4.2 试验材料及试验过程 |
4.2.1 试验材料 |
4.2.2 试验过程 |
4.3 水泥提取液中涂层钢筋钝化分析 |
4.4 水泥提取液中涂层钢筋脱钝及临界氯离子浓度分析 |
4.4.1 腐蚀电位 |
4.4.2 电化学阻抗谱(EIS) |
4.4.3 腐蚀电流 |
4.5 地聚物防腐涂层在混凝土碳化区域的应用前景 |
4.6 本章小结 |
5 长期氯盐环境下地聚物涂层防腐性能研究 |
5.1 概述 |
5.2 试验介绍 |
5.2.1 原材料 |
5.2.2 地聚物防腐涂层钢筋试件的制备 |
5.2.3 电化学测试 |
5.3 涂层钢筋在氯化钠溶液中腐蚀的电化学时变规律 |
5.3.1 动电位极化法 |
5.3.2 电化学阻抗谱(EIS) |
5.3.3 开路电位及腐蚀速率 |
5.3.4 地聚物防腐涂层阻锈效率 |
5.3.5 腐蚀表观 |
5.4 地聚物防腐涂层在长期氯盐环境中的应用前景 |
5.5 本章小结 |
6 结论与展望 |
6.1 结论 |
6.2 展望 |
致谢 |
参考文献 |
攻读学位期间主要研究成果 |
(4)锈蚀钢筋混凝土柱残余承载力研究(论文提纲范文)
摘要 |
abstract |
主要符号说明 |
第一章 绪论 |
1.1 前言 |
1.2 国内外研究现状 |
1.2.1 钢筋混凝土结构耐久性研究 |
1.2.2 锈蚀钢筋混凝土构件耐久性试验研究 |
1.2.3 锈蚀钢筋混凝土构件耐久性理论研究 |
1.2.4 现有研究中存在的主要问题 |
1.3 本文研究内容 |
第二章 锈蚀钢筋混凝土柱材料劣化 |
2.1 引言 |
2.2 钢筋、混凝土材料退化模型 |
2.2.1 钢筋锈蚀 |
2.2.2 混凝土保护层的开裂 |
2.2.3 混凝土横截面的损伤 |
2.2.4 受压区高度变化 |
2.3 钢筋混凝土柱结构强度退化模型 |
2.3.1 钢筋粘结强度退化 |
2.3.2 钢筋与混凝土之间应变不协调 |
2.3.3 钢筋屈曲 |
2.4 小结 |
第三章 锈蚀钢筋混凝土柱残余承载力计算模型 |
3.1 引言 |
3.2 基本假定 |
3.2.1 轴心受压柱计算模型基本假定 |
3.2.2 偏心受压柱计算模型基本假定 |
3.3 轴心受压柱残余承载力退化模型 |
3.4 偏心受压柱残余承载力计算模型 |
3.4.1 大、小偏心受压界限状态(e=ej) |
ej)'>3.4.3 大偏心受压状态(e>ej) |
3.5 锈蚀柱残余承载力计算流程 |
3.6 计算模型验证 |
3.6.1 锈蚀柱材料损伤模型与残余承载力计算模型验证 |
3.6.2 锈蚀柱残余承载力模型验证 |
3.7 小结 |
第四章 荷载与环境耦合作用下锈蚀钢筋混凝土柱承载力试验 |
4.1 引言 |
4.2 试验设计与试件制作 |
4.2.1 试验设计 |
4.2.2 试件制作 |
4.2.3 试件分组 |
4.3 测试内容与试验装置 |
4.3.1 试验测试内容 |
4.3.2 长期性能试验装置 |
4.4 试件原材料性能测试 |
4.4.1 钢筋性能 |
4.4.2 混凝土性能 |
4.5 构件裂缝扩展情况 |
4.6 小结 |
第五章 总结 |
5.1 研究结论 |
5.2 本课题今后需进一步研究的地方 |
参考文献 |
个人简历在读期间发表的学术论文 |
致谢 |
(5)聚合物导电砂浆阳极开发及腐蚀钢筋混凝土电化学除盐研究(论文提纲范文)
摘要 |
Abstract |
第1章 绪论 |
1.1 课题研究背景及意义 |
1.1.1 海洋钢筋混凝土腐蚀 |
1.1.2 钢筋混凝土电化学保护技术 |
1.2 国内外研究现状 |
1.2.1 电化学除氯原理 |
1.2.2 电化学除氯的影响因素 |
1.2.3 电化学除氯用阳极材料 |
1.2.4 聚合物改性修补砂浆 |
1.3 本文主要研究内容 |
第2章 原材料及试验方法 |
2.1 原材料 |
2.1.1 水泥 |
2.1.2 掺合料 |
2.1.3 粗骨料 |
2.1.4 细骨料 |
2.1.5 钢筋 |
2.1.6 碳纤维 |
2.1.7 聚合物 |
2.1.8 减水剂 |
2.1.9 分散剂 |
2.1.10 消泡剂 |
2.1.11 水和海水 |
2.2 混凝土及聚合物改性导电修补砂浆配合比 |
2.3 试件制备 |
2.3.1 聚合物改性导电修补砂浆制备 |
2.3.2 混凝土试件制备 |
2.4 聚合物改性导电修补砂浆性能测试方法 |
2.4.1 流动度和凝结时间 |
2.4.2 抗压抗折强度 |
2.4.3 粘结强度 |
2.4.4 抗氯离子渗透试验(RCM方法) |
2.4.5 干燥收缩 |
2.4.6 毛细吸水 |
2.4.7 电阻率 |
2.4.8 热重分析 |
2.5 电化学除氯试验 |
2.5.1 电化学除氯装置 |
2.5.2 混凝土中氯离子含量 |
2.6 恒电位加速混凝土中钢筋锈蚀 |
2.7 钢筋锈蚀的电化学测试 |
2.8 锈蚀钢筋形貌观测 |
第3章 聚合物改性导电修补砂浆性能研究 |
3.1 修补砂浆工作性能 |
3.1.1 凝结时间 |
3.1.2 流动度 |
3.2 修补砂浆力学性能 |
3.3 修补砂浆粘结性能 |
3.4 修补砂浆抗氯离子渗透 |
3.5 修补砂浆干燥收缩 |
3.6 修补砂浆毛细吸水率 |
3.7 修补砂浆导电性能 |
3.8 差热/热重(DTA/TG)分析 |
3.9 本章小结 |
第4章 以导电修补砂浆为阳极的电化学除氯研究 |
4.1 基于导电修补砂浆阳极的电化学除氯分析 |
4.2 导电修补砂浆厚度对电化学除氯的影响 |
4.2.1 电化学除氯后混凝土中氯离子浓度分布 |
4.2.2 电化学除氯效率 |
4.3 电化学参数对电化学除氯的影响 |
4.3.1 电流密度对电化学除氯的影响 |
4.3.2 通电时间对电化学除氯的影响 |
4.4 混凝土类型对电化学除氯的影响 |
4.5 钢筋布置方式对电化学除氯的影响 |
4.6 提升电化学除氯效率的措施研究 |
4.6.1 脉冲电流对电化学除氯的影响 |
4.6.2 阳极布置方式对电化学除氯的影响 |
4.6.3 双阳极对电化学除氯的影响 |
4.7 除氯前后钢筋微观形貌变化 |
4.8 本章小结 |
第5章 混凝土中钢筋电加速锈蚀及电化学除氯 |
5.1 试件制备和试验方案 |
5.2 钢筋锈蚀现象及腐蚀电流演变 |
5.2.1 试验现象 |
5.2.2 试验结果分析 |
5.3 加速锈蚀过程中钢筋阻抗谱演变 |
5.4 加速锈蚀过程中钢筋应变监测 |
5.4.1 试件制备和试验装置 |
5.4.2 试验现象 |
5.4.3 试验结果分析 |
5.5 钢筋锈蚀过程电磁场变响应监测 |
5.5.1 试件制备及试验装置 |
5.5.2 试验现象 |
5.5.3 试验结果分析 |
5.6 钢筋混凝土加速锈蚀后的电化学除氯研究 |
5.6.1 试件制备及试验方法 |
5.6.2 试验结果分析 |
5.7 锈蚀钢筋混凝土电化学除氯过程监测 |
5.7.1 电化学除氯应变监测 |
5.7.2 电化学除氯电磁场变监测 |
5.8 钢筋形貌演变 |
5.9 本章小结 |
第6章 结论与展望 |
6.1 结论 |
6.2 展望 |
参考文献 |
攻读硕士学位期间科研成果 |
致谢 |
(6)持续荷载作用下非均匀锈蚀钢筋与混凝土间粘结性能的研究(论文提纲范文)
摘要 |
Abstract |
第1章 绪论 |
1.1 研究目的与意义 |
1.1.1 钢筋混凝土结构的发展及耐久性问题 |
1.1.2 持续荷载下非均匀锈蚀钢筋粘结性能的研究意义 |
1.2 研究现状 |
1.2.1 粘结试验方法 |
1.2.2 钢筋锈蚀的机理 |
1.2.3 钢筋与混凝土粘结性能的研究成果 |
1.3 本文研究内容 |
1.3.1 钢筋锈蚀方面的研究 |
1.3.2 粘结滑移方面的研究 |
1.3.3 技术路线 |
第2章 试验概况 |
2.1 引言 |
2.2 试验设计及试件制作 |
2.2.1 变量及分组 |
2.2.2 材料参数 |
2.2.3 试件设计 |
2.2.4 试件制作 |
2.3 试件锈蚀方式 |
2.3.1 通电加速锈蚀方法 |
2.3.2 钢筋锈蚀的控制 |
2.4 荷载施加及数据采集 |
2.4.1 弯曲粘结试验 |
2.4.2 持续荷载施加 |
2.4.3 钢筋锈蚀及混凝土裂缝检测 |
2.5 本章小结 |
第3章 通电加速锈蚀钢筋锈蚀外形仿真及验证 |
3.1 引言 |
3.2 钢筋锈蚀仿真模型 |
3.2.1 参数选取 |
3.2.2 辅助电极布置 |
3.2.3 电流密度计算 |
3.2.4 锈蚀分布计算 |
3.3 试验验证 |
3.3.1 锈蚀仿真模型校验 |
3.3.2 自然锈蚀及通电锈蚀对比 |
3.4 通电锈蚀效率研究 |
3.5 本章小结 |
第4章 持续荷载及非均匀锈蚀期内滑移研究 |
4.1 引言 |
4.2 滑移相关符号说明 |
4.3 加载时刻钢筋与混凝土间瞬时滑移 |
4.3.1 瞬时滑移量的测量方法 |
4.3.2 钢筋与混凝土间瞬时滑移量 |
4.3.3 瞬时滑移分布分析 |
4.4 持续荷载及非均匀锈蚀作用下钢筋与混凝土间时变滑移 |
4.4.1 钢筋与混凝土间时变滑移的测量 |
4.4.2 钢筋与混凝土间时变滑移分析 |
4.4.3 时变滑移的误差分析 |
4.5 试验期内滑移分析 |
4.6 本章小结 |
第5章 持续荷载及非均匀锈蚀下锈裂研究 |
5.1 引言 |
5.2 钢筋非均匀锈蚀开裂解析解 |
5.2.1 钢筋非均匀锈蚀三阶段模型 |
5.2.2 孔隙填充阶段δ_1计算 |
5.2.3 锈胀力发展阶段δ_2计算 |
5.2.4 保护层开裂阶段δ_3计算 |
5.2.5 裂缝开展的试验验证 |
5.2.6 结论 |
5.3 试件持续荷载下锈蚀开裂研究 |
5.3.1 持续荷载及锈蚀试验现象 |
5.3.2 裂缝开展状况 |
5.4 锈蚀的电化学检测及锈蚀率 |
5.4.1 电化学检测原理 |
5.4.2 半电池电位法锈蚀检测 |
5.4.3 钢筋粘结区段锈蚀率 |
5.5 本章小结 |
第6章 持续荷载及非均匀锈蚀后粘结应力-滑移关系 |
6.1 引言 |
6.2 粘结滑移试验分析 |
6.2.1 试件破坏形式 |
6.2.2 粘结应力计算 |
6.2.3 粘结应力-滑移曲线 |
6.2.4 极限粘结强度 |
6.2.5 峰值滑移 |
6.2.6 极限粘结强度及峰值滑移相关性分析 |
6.3 持续荷载及非均匀锈蚀后粘结滑移能量研究 |
6.3.1 粘结滑移能量特性 |
6.3.2 试件粘结滑移能量 |
6.4 本章小结 |
第7章 结论与展望 |
7.1 研究成果及结论 |
7.2 研究展望 |
参考文献 |
攻读硕士学位期间论文发表及科研情况 |
致谢 |
(7)昆明地区某实验厂房RC排架柱不同服役周期内安全性能综合评估研究(论文提纲范文)
摘要 |
Abstract |
第一章 绪论 |
1.1 引言 |
1.2 RC构件安全性能影响因素 |
1.3 国内外研究现状 |
1.3.1 RC构件混凝土碳化后力学性能研究现状 |
1.3.2 RC柱钢筋锈蚀后力学性能研究现状 |
1.3.3 RC柱损伤评估研究现状 |
1.4 本文研究意义、内容与技术路线 |
1.4.1 本文研究意义 |
1.4.2 本文研究主要内容 |
1.4.3 本文技术路线 |
第二章 考虑环境因素影响下排架柱的有限元材料本构模型 |
2.1 排架柱混凝土有限元塑性损伤模型 |
2.1.1 保护层混凝土塑性损伤模型 |
2.1.2 碳化混凝土塑性损伤模型 |
2.1.3 核心区混凝土塑性损伤模型 |
2.1.4 箍筋锈蚀核心区混凝土塑性损伤模型 |
2.2 排架柱钢筋本构模型 |
2.2.1 未锈蚀钢筋本构模型 |
2.2.2 锈蚀钢筋本构模型 |
2.3 排架柱钢筋与混凝土的粘结滑移本构模型 |
2.4 本章小结 |
第三章 排架柱劣化进程分析及ABAQUS有限元模型构建 |
3.1 排架柱构件概况 |
3.2 排架柱劣化进程分析 |
3.3 排架柱有限元分析模型 |
3.3.1 模型选择及基本假定 |
3.3.2 模型尺寸及构造 |
3.3.3 材料本构模型选取 |
3.3.4 单元选择及网格划分 |
3.3.5 加载制度 |
3.4 排架柱工况参数 |
3.5 本章小结 |
第四章 排架柱不同服役周期内的安全性能评估 |
4.1 排架柱承载性能分析 |
4.1.1 破坏形式 |
4.1.2 荷载-位移曲线 |
4.1.3 不同服役周期承载力变化规律 |
4.2 排架柱抗震性能分析 |
4.2.1 破坏形式 |
4.2.2 滞回曲线 |
4.2.3 骨架曲线 |
4.2.4 延性 |
4.2.5 刚度退化 |
4.2.6 耗能能力 |
4.3 排架柱安全性能评估 |
4.3.1 承载性能安全评估 |
4.3.2 抗震性能安全评估 |
4.4 本章小结 |
第五章 基于锈胀裂缝宽度的排架柱安全性能评估软件开发 |
5.1 基于锈胀裂缝宽度的排架柱钢筋锈蚀率计算模型 |
5.1.1 钢筋锈蚀率与锈胀裂缝宽度关系 |
5.1.2 计算模型 |
5.2 KUSTPJZ-T1系统架构 |
5.2.1 系统简介 |
5.2.2 系统架构 |
5.3 排架柱BP神经网络模型构建 |
5.3.1 神经网络模型选用 |
5.3.2 训练集设置及标准化处理 |
5.3.3 BP神经网络模型训练参数设置 |
5.3.4 BP神经网络模型模型训练结果 |
5.4 KUSTPJZ-T1系统开发 |
5.4.1 基于PyQt5开发程序界面 |
5.4.2 KUSTPJZ-T1 程序封装 |
5.5 本章小结 |
第六章 结论与展望 |
6.1 结论 |
6.2 展望 |
致谢 |
参考文献 |
附录 (攻读硕士期间撰写的学术论文及获奖情况) |
(8)盐雾环境中涂层钢筋腐蚀性行为研究(论文提纲范文)
摘要 |
Abstract |
第1章 绪论 |
1.1 研究目的与意义 |
1.2 盐雾试验技术国内外研究现状 |
1.2.1 盐雾试验技术 |
1.2.2 中性盐雾试验技术要求 |
1.2.3 铜加速乙酸盐雾试验技术要求 |
1.2.4 乙酸盐雾试验技术要求 |
1.3 钢筋耐蚀性研究现状 |
1.3.1 钢筋锈蚀研究现状 |
1.3.2 钢筋防护技术研究现状 |
1.3.3 钢筋锈蚀检测技术研究现状 |
1.4 研究内容与技术路线 |
1.4.1 研究内容 |
1.4.2 技术路线 |
第2章 试验原材料和试验方案设计 |
2.1 试验主要原材料 |
2.2 试验主要仪器设备 |
2.3 试件制备 |
2.3.1 钢筋处理 |
2.3.2 制备环氧树脂涂层钢筋 |
2.3.3 制备沥青涂层钢筋 |
2.4 试验方案设计 |
2.4.1 盐雾试验 |
2.4.2 电化学试验 |
2.4.3 测定质量变化 |
2.5 本章小结 |
第3章 氯盐盐雾环境中涂层钢筋腐蚀性行为研究 |
3.1 1.5mol/L氯盐溶液盐雾环境 |
3.1.1 裸露钢筋极化曲线和腐蚀电流密度 |
3.1.2 环氧树脂涂层钢筋极化曲线和腐蚀电流密度 |
3.1.3 沥青涂层钢筋极化曲线和腐蚀电流密度 |
3.2 1mol/L氯盐溶液盐雾环境 |
3.2.1 裸露钢筋极化曲线和腐蚀电流密度 |
3.2.2 环氧树脂涂层钢筋极化曲线和腐蚀电流密度 |
3.2.3 沥青涂层钢筋极化曲线和腐蚀电流密度 |
3.3 0.5mol/L 氯盐溶液盐雾 |
3.3.1 裸露钢筋极化曲线和腐蚀电流密度 |
3.3.2 环氧树脂涂层钢筋极化曲线和腐蚀电流密度 |
3.3.3 沥青涂层钢筋极化曲线和腐蚀电流密度 |
3.4 本章小结 |
第4章 氯盐及硫酸盐耦合盐雾环境中涂层钢筋腐蚀性行为研究 |
4.1 0.5mol/L硫酸盐溶液和1.5mol/L氯盐溶液盐雾环境 |
4.1.1 裸露钢筋极化曲线和腐蚀电流密度 |
4.1.2 环氧树脂涂层钢筋极化曲线和腐蚀电流密度 |
4.1.3 沥青涂层钢筋极化曲线和腐蚀电流密度 |
4.2 0.5mol/L硫酸盐溶液和1mol/L氯盐溶液盐雾环境 |
4.2.1 裸露钢筋极化曲线和腐蚀电流密度 |
4.2.2 环氧树脂涂层钢筋极化曲线和腐蚀电流密度 |
4.2.3 沥青涂层钢筋极化曲线和腐蚀电流密度 |
4.3 0.5mol/L硫酸盐溶液和0.5mol/L氯盐溶液盐雾环境 |
4.3.1 裸露钢筋极化曲线和腐蚀电流密度 |
4.3.2 环氧树脂涂层钢筋极化曲线和腐蚀电流密度 |
4.3.3 沥青涂层钢筋极化曲线和腐蚀电流密度 |
4.4 本章小结 |
第5章 硫酸盐盐雾环境中涂层钢筋腐蚀性行为研究 |
5.1 1.5mol/L硫酸盐溶液盐雾环境 |
5.1.1 裸露钢筋极化曲线和腐蚀电流密度 |
5.1.2 环氧树脂涂层钢筋极化曲线和腐蚀电流密度 |
5.1.3 沥青涂层钢筋极化曲线和腐蚀电流密度 |
5.2 1mol/L硫酸盐溶液盐雾环境 |
5.2.1 裸露钢筋极化曲线和腐蚀电流密度 |
5.2.2 环氧树脂涂层钢筋极化曲线和腐蚀电流密度 |
5.2.3 沥青涂层钢筋极化曲线和腐蚀电流密度 |
5.3 0.5mol/L硫酸盐溶液盐雾环境 |
5.3.1 裸露钢筋极化曲线和腐蚀电流密度 |
5.3.2 环氧树脂涂层钢筋极化曲线和腐蚀电流密度 |
5.3.3 沥青涂层钢筋极化曲线和腐蚀电流密度 |
5.4 本章小结 |
第6章 涂层钢筋竞争失效模型对比 |
6.1 氯盐盐雾环境涂层钢筋可靠度预测及模型竞争失效分析 |
6.1.1 线性回归模型 |
6.1.2 基于腐蚀电流密度Wiener过程建模 |
6.1.3 基于质量退化Wiener过程建模 |
6.1.4 SEM形貌分析 |
6.2 氯盐-硫酸盐耦合溶液盐雾环境涂层钢筋可靠度预测 |
6.2.1 Wiener过程增量检验 |
6.2.2 Wiener过程参数估计 |
6.2.3 基于质量退化量建立可靠度 |
6.3 硫酸盐盐雾环境涂层钢筋可靠度预测 |
6.3.1 Wiener过程增量检验 |
6.3.2 Wiener过程参数估计 |
6.3.3 基于质量退化量建立可靠度 |
6.4 本章小结 |
结论和展望 |
结论 |
展望 |
参考文献 |
致谢 |
附录 A 攻读学位期间所发表的学术论文目录 |
(9)西部盐湖环境下涂层钢筋氯氧镁水泥混凝土劣化规律研究(论文提纲范文)
摘要 |
Abstract |
第1章 绪论 |
1.1 研究目的及意义 |
1.2 国内外研究现状 |
1.2.1 MOC制品研究现状 |
1.2.2 钢筋锈蚀对粘结力的影响研究现状 |
1.2.3 RMOCC加速退化研究现状 |
1.2.4 钢筋混凝土退化检测方法研究现状 |
1.2.5 CRMOCC耐久性可靠度分析研究现状 |
1.3 研究内容与技术路线 |
1.3.1 研究内容 |
1.3.2 技术路线 |
第2章 西部地区盐湖环境CRMOCC耐久性试验方案设计 |
2.1 西部盐湖地区环境调研 |
2.1.1 我国盐湖分布 |
2.1.2 西部盐湖物理化学特征 |
2.1.3 西部盐湖大气含盐量 |
2.1.4 西部气候特征 |
2.2 原材料 |
2.2.1 氧化镁 |
2.2.2 氯化镁 |
2.2.3 Ⅰ级粉煤灰 |
2.2.4 细集料 |
2.2.5 粗集料 |
2.2.6 耐水剂 |
2.2.7 减水剂 |
2.2.8 水 |
2.2.9 钢筋 |
2.2.10 GH涂层 |
2.2.11 沥青涂层 |
2.2.12 MOCC配合比 |
2.3 试件制备 |
2.3.1 涂层钢筋制备 |
2.3.2 沥青试件制备 |
2.3.3 SEM试件制备 |
2.3.4 XRD试件制备 |
2.3.5 CRMOCC、RMOCC试件制备 |
2.4 试验方案设计 |
2.4.1 CRMOCC协同工作性能研究 |
2.4.2 溶液浸泡试验方案设计 |
2.4.3 高低温交变下耐久性试验方案设计 |
2.4.4 恒电流通电加速试验方案设计 |
2.4.5 微观试验方案 |
2.5 试验方法 |
2.5.1 电化学试验方法 |
2.5.2 超声波测试方法 |
2.5.3 X-CT试验方法 |
2.5.4 微观试验方法 |
2.6 西部地区盐湖环境下CRMOCC、RMOCC退化指标设定 |
2.7 本章小结 |
第3章 西部地区盐湖环境CRMOCC协同工作性能研究 |
3.1 涂层类型及厚度对钢筋防护效果研究 |
3.1.1 极化曲线试验结果分析 |
3.1.2 EIS试验结果分析 |
3.2 外荷载作用下涂层完整性研究 |
3.3 涂层钢筋粘结性能研究 |
3.3.1 粘结力计算公式 |
3.3.2 试件破坏形式 |
3.3.3 植筋拉拔试验结果分析 |
3.4 本章小结 |
第4章 溶液浸泡环境下CRMOCC和 RMOCC长期耐久性研究及可靠度分析 |
4.1 极化曲线结果分析 |
4.2 EIS结果分析 |
4.3 超声波和质量变化结果分析 |
4.4 MOCC和沥青的微观分析 |
4.4.1 MOCC微观分析 |
4.4.2 YP沥青微观形貌分析 |
4.5 基于Copula函数的CRMOCC长期耐久性可靠度分析 |
4.5.1 Copula函数理论基础 |
4.5.2 常见的几种Copula函数 |
4.5.3 Copula函数的相关系数 |
4.5.4 基于Copula函数的建模步骤 |
4.5.5 基于Copula函数的可靠度分析 |
4.6 本章小结 |
第5章 高低温作用下CRMOCC和 RMOCC耐久性研究及退化规律分析 |
5.1 电化学试验结果分析 |
5.1.1 极化曲线试验结果分析 |
5.1.2 EIS试验结果分析 |
5.2 超声波和质量变化结果分析 |
5.3 图像分割相关理论 |
5.4 高低温作用下RMOCC裂缝识别结果分析 |
5.5 本章小结 |
第6章 恒电流通电加速下CRMOCC和 RMOCC耐久性研究及退化规律分析 |
6.1 电化学试验结果分析 |
6.1.1 极化曲线试验结果分析 |
6.1.2 EIS试验结果分析 |
6.2 超声波和质量变化结果分析 |
6.3 恒电流通电加速下RMOCC裂缝识别结果分析 |
6.4 本章小结 |
第7章 恒电流通电加速下CRMOCC和 RMOCC钢筋锈蚀及锈胀裂缝空间特征研究 |
7.1 X-CT相关理论 |
7.2 X-CT图像分析方法 |
7.3 CRMOCC、RMOCC锈胀裂缝和钢筋锈蚀物的定量研究 |
7.3.1 裂缝量化结果分析 |
7.3.2 钢筋锈蚀物的量化分析 |
7.4 锈蚀物与锈胀裂缝空间分布特征研究 |
7.5 裂缝分布的非均匀性分析 |
7.6 本章小结 |
第8章 基于GLCM理论的MOCC锈胀裂缝劣化规律研究 |
8.1 GLCM相关理论 |
8.2 表面裂缝图像、CT切片的GLCM统计分析 |
8.2.1 特征值选取验证 |
8.2.2 特征值计算 |
8.2.3 分区对特征值的影响规律研究 |
8.2.4 混凝土GLCM损伤特征值分析 |
8.3 混凝土GLCM特征值可靠性退化分析 |
8.4 MOCC细观损伤的GLCM热力图分析 |
8.4.1 MOCC表面裂缝细观分析 |
8.4.2 MOCC内部裂缝细观分析 |
8.5 结论 |
第9章 结论与展望 |
9.1 结论 |
9.2 创新点 |
9.3 展望 |
参考文献 |
致谢 |
附录 A 图表 |
A论文附图 |
附录 B 攻读学位期间取得的研究成果及获奖情况 |
B.1 发表学术论文 |
B.2 专利申请 |
B.3 获奖情况 |
附录 C 攻读学位期间参与的科研项目 |
(10)红外热成像法检测混凝土内部双根钢筋锈蚀试验研究(论文提纲范文)
摘要 |
Abstract |
第一章 绪论 |
1.1 研究背景及意义 |
1.2 国内外研究现状 |
1.3 研究内容 |
1.4 技术路线图 |
第二章 混凝土中钢筋锈蚀机理 |
2.1 引言 |
2.2 混凝土中钢筋锈蚀原因 |
2.3 钢筋电化学加速锈蚀原理 |
2.4 钢筋混凝土锈胀破坏机理 |
2.5 本章小结 |
第三章 红外热成像技术在混凝土中钢筋锈蚀检测的应用研究 |
3.1 引言 |
3.2 红外辐射的基本原理 |
3.3 红外热像仪工作原理 |
3.4 红外热成像技术检测钢筋锈蚀的理论依据 |
3.5 本章小结 |
第四章 混凝土中双根钢筋锈蚀率检测试验 |
4.1 引言 |
4.2 试验设计 |
4.3 钢筋混凝土试件制备 |
4.4 混凝土中钢筋电化学加速锈蚀试验 |
4.5 红外热成像法检测混凝土中钢筋锈蚀程度 |
4.6 本章小结 |
第五章 红外热成像法检测混凝土中钢筋锈蚀试验结果及分析 |
5.1 钢筋的实际锈蚀率 |
5.2 混凝土锈胀裂缝开展 |
5.3 各试件红外热像检测时表面温度分布情况 |
5.4 混凝土表面温度分布影响因素分析 |
5.5 本章小结 |
第六章 结论及展望 |
6.1 结论 |
6.2 展望 |
致谢 |
参考文献 |
附录 攻读学位期间的研究成果 |
四、关于钢筋锈蚀与保护的研究(论文参考文献)
- [1]钢筋混凝土非均匀锈胀三维损伤劣化对氯盐传输的影响[D]. 蒋昊宇. 浙江大学, 2021
- [2]钢筋锈蚀对地铁隧道衬砌结构安全性影响研究[D]. 戴宇. 北京交通大学, 2021
- [3]地聚物基钢筋防腐涂层配合比设计及防腐性能试验研究[D]. 白瑞. 西安理工大学, 2021
- [4]锈蚀钢筋混凝土柱残余承载力研究[D]. 江钰. 华东交通大学, 2021(02)
- [5]聚合物导电砂浆阳极开发及腐蚀钢筋混凝土电化学除盐研究[D]. 李树鹏. 青岛理工大学, 2021(02)
- [6]持续荷载作用下非均匀锈蚀钢筋与混凝土间粘结性能的研究[D]. 刘继睿. 青岛理工大学, 2021(02)
- [7]昆明地区某实验厂房RC排架柱不同服役周期内安全性能综合评估研究[D]. 熊浩怀. 昆明理工大学, 2021
- [8]盐雾环境中涂层钢筋腐蚀性行为研究[D]. 杨振清. 兰州理工大学, 2021(01)
- [9]西部盐湖环境下涂层钢筋氯氧镁水泥混凝土劣化规律研究[D]. 王鹏辉. 兰州理工大学, 2021(01)
- [10]红外热成像法检测混凝土内部双根钢筋锈蚀试验研究[D]. 明慧伶. 昆明理工大学, 2021(01)