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不同锈蚀条件下混凝土内钢筋锈蚀物膨胀性能比较和机理分析 被引量:14
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作者 姬永生 袁迎曙 +2 位作者 宋萌 申建立 徐从宇 《北京工业大学学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2011年第11期1677-1683,共7页
不同条件下混凝土中钢筋锈蚀产物的成分不同,膨胀倍数不同,胀力也不同.本文利用X射线衍射技术分析了不同锈蚀条件(人工气候环境、实际自然环境、恒电流通电)、不同锈蚀程度(开裂前后)钢筋锈蚀产物的物质组成和相对含量,推导了钢筋锈蚀... 不同条件下混凝土中钢筋锈蚀产物的成分不同,膨胀倍数不同,胀力也不同.本文利用X射线衍射技术分析了不同锈蚀条件(人工气候环境、实际自然环境、恒电流通电)、不同锈蚀程度(开裂前后)钢筋锈蚀产物的物质组成和相对含量,推导了钢筋锈蚀层的体积膨胀系数的计算方法,并根据各锈蚀产物的相对含量,确定了在不同条件下混凝土中钢筋锈蚀层的体积膨胀倍数.研究表明,虽然不同锈蚀条件下,混凝土内钢筋锈蚀层中的各锈蚀产物相对含量不同,但不同侵蚀条件下锈蚀产物膨胀倍数却较为接近,约为2.20~2.45,通电加速锈蚀试样中钢筋锈蚀产物的体积膨胀倍数略小于人工气候加速环境和实际自然环境条件下钢筋锈蚀产物的体积膨胀倍数,气候条件对锈蚀产物的体积膨胀倍数没有明显的影响. 展开更多
关键词 钢筋锈蚀物 X-射线衍射 物相组成 体积膨胀倍数
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钢筋混凝土构件锈胀开裂时刻的椭圆形非均匀锈胀应力分析 被引量:6
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作者 刘荣桂 喻孟雄 +1 位作者 姜慧 陆春华 《硅酸盐通报》 CAS CSCD 北大核心 2015年第7期1769-1774,共6页
假定钢筋锈胀力呈椭圆形分布,将钢筋锈胀力分解为均匀钢筋锈胀力和偏差钢筋锈胀力,并利用弹性力学方法分别进行求解,得到相应的应力场和位移场理论解,再叠加得到非均匀锈胀的应力场和位移场解析表达式。以此为基础,提出了锈胀开裂时刻... 假定钢筋锈胀力呈椭圆形分布,将钢筋锈胀力分解为均匀钢筋锈胀力和偏差钢筋锈胀力,并利用弹性力学方法分别进行求解,得到相应的应力场和位移场理论解,再叠加得到非均匀锈胀的应力场和位移场解析表达式。以此为基础,提出了锈胀开裂时刻的钢筋锈胀力计算公式。模型探讨结果表明:混凝土内任意定点的应力场和位移场与钢筋锈胀力分布不均匀系数k成线性关系;锈胀开裂时刻的钢筋锈蚀率与k的线性函数成反比例关系。 展开更多
关键词 非均匀锈胀 开裂 钢筋混凝土 钢筋锈胀力 弹性力学理论
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混凝土保护层均匀锈胀内裂分析 被引量:5
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作者 姜慧 喻孟雄 刘荣桂 《混凝土》 CAS CSCD 北大核心 2014年第9期1-4,共4页
钢筋锈蚀是影响钢筋混凝土结构使用寿命的重要因素,混凝土保护层锈胀内裂加速整个混凝土保护层的开裂。假定混凝土满足最大伸长线应变破坏准则,利用圆孔扩张理论对铁锈自由膨胀充满混凝土与钢筋交界面空隙后混凝土保护层内裂进行分析,... 钢筋锈蚀是影响钢筋混凝土结构使用寿命的重要因素,混凝土保护层锈胀内裂加速整个混凝土保护层的开裂。假定混凝土满足最大伸长线应变破坏准则,利用圆孔扩张理论对铁锈自由膨胀充满混凝土与钢筋交界面空隙后混凝土保护层内裂进行分析,建立了锈胀内裂时刻的钢筋锈蚀深度计算式。针对计算式主要影响参数的分析表明:钢筋锈蚀深度与水泥石中毛细孔体积、钢筋直径、混凝土极限拉应变成正相关,与铁锈体积膨胀率成负相关。 展开更多
关键词 扩孔理论 锈胀开裂 钢筋锈蚀深度 耐久性
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钢筋混凝土锈胀参数构件计算模型建立与应用 被引量:1
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作者 刘斌云 霍达 +2 位作者 李凯 张胜 程博 《北京工业大学学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2011年第5期701-706,共6页
在对混凝土锈胀开裂破坏过程进行阶段划分的基础上,从锈蚀参数概念出发,利用变形协调原理导出了锈蚀物填充范围、锈蚀钢筋直径膨胀增量、锈胀作用临界锈蚀率、铁锈物膨胀系数、混凝土开口空隙率及锈蚀钢筋初始直径等各参数之间的关系,... 在对混凝土锈胀开裂破坏过程进行阶段划分的基础上,从锈蚀参数概念出发,利用变形协调原理导出了锈蚀物填充范围、锈蚀钢筋直径膨胀增量、锈胀作用临界锈蚀率、铁锈物膨胀系数、混凝土开口空隙率及锈蚀钢筋初始直径等各参数之间的关系,建立了计算锈蚀自由膨胀阶段铁锈物质渗入混凝土层的填充范围相对值的数学模型,并推导了锈胀连续作用阶段计算锈胀主压应力的理论模型.利用室内锈胀试验成果与锈胀二维数值模拟结果进行对比的方法,验证了所建立理论模型的可靠性与适用性.模型将为混凝土耐久性设计及寿命评估提供理论参考. 展开更多
关键词 钢筋混凝土构件 锈胀参数 模型建立 锈胀力计算
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钢筋混凝土构件锈蚀开裂与锈胀力分析 被引量:24
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作者 胡志坚 夏雷雷 +2 位作者 程晨 李柏殿 许兵 《哈尔滨工业大学学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2020年第3期99-105,共7页
为合理确定锈胀力大小及其变化规律,研究混凝土保护层在锈胀作用下的开裂过程,提高混凝土结构使用寿命.在考虑混凝土材料受拉软化和损伤效应的基础上,通过改变保护层厚度、钢筋直径、混凝土强度等参数,对钢筋锈胀引起的混凝土开裂过程... 为合理确定锈胀力大小及其变化规律,研究混凝土保护层在锈胀作用下的开裂过程,提高混凝土结构使用寿命.在考虑混凝土材料受拉软化和损伤效应的基础上,通过改变保护层厚度、钢筋直径、混凝土强度等参数,对钢筋锈胀引起的混凝土开裂过程、锈胀力分布和变化过程进行了有限元模拟和分析.结果表明:均匀锈蚀下钢筋圆周上各处锈胀力分布并不均匀,明显受到内部裂缝的影响;锈胀力在裂缝贯通前达到峰值,之后快速下降最终保持稳定;保护层厚度c和钢筋直径d对锈胀的影响为线性关系,且统一用c/d值表征这两个参数是合理的,c/d值越大保护层完全开裂时的锈胀力和锈蚀率也越大,即延缓了保护层开裂.基于锈胀力与c/d值的变化关系提出了最大锈胀力公式,并通过试验数据比对验证了最大锈胀力公式的有效性与精度. 展开更多
关键词 钢筋混凝土 钢筋锈蚀 锈胀力 有限元模拟 保护层开裂
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混凝土保护层锈胀开裂时间的计算模型 被引量:4
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作者 刘荣桂 喻孟雄 《江苏大学学报(自然科学版)》 EI CAS CSCD 北大核心 2016年第2期219-224,共6页
针对钢筋锈蚀是影响钢筋混凝土结构使用寿命的重要因素,以及锈胀开裂为结构耐久性寿命的临界点的现象,假定混凝土满足双剪强度准则,利用厚壁圆筒理论,对均匀锈胀开裂过程进行弹塑性分析,建立了均匀锈胀厚壁圆筒模型.结合Faraday腐蚀定律... 针对钢筋锈蚀是影响钢筋混凝土结构使用寿命的重要因素,以及锈胀开裂为结构耐久性寿命的临界点的现象,假定混凝土满足双剪强度准则,利用厚壁圆筒理论,对均匀锈胀开裂过程进行弹塑性分析,建立了均匀锈胀厚壁圆筒模型.结合Faraday腐蚀定律,得到了锈胀开裂时间计算式.通过对计算式各主要参数的分析,发现增大混凝土保护层厚度、减小钢筋直径以及降低铁锈膨胀率,能有效提高钢筋混凝土结构的耐久性;混凝土强度等级对结构耐久性影响较小.理论计算值与已有试验值吻合较好,计算式合理、可行. 展开更多
关键词 钢筋混凝土结构 厚壁圆筒理论 耐久性 锈胀开裂 临界钢筋锈蚀率
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混凝土锈胀开裂寿命预测模型及其应用研究
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作者 陈晓斌 《塑性工程学报》 CAS CSCD 北大核心 2009年第4期177-182,共6页
采用圆孔扩张理论对混凝土钢筋锈胀过程进行分析,推导了不同钢筋锈胀量对应的塑性区边界混凝土应力及塑性区半径计算公式,在此基础上建立了混凝土锈胀开裂寿命准则及寿命预测模型。锈胀开裂寿命模型分析表明,预测寿命值与钢筋相对保护... 采用圆孔扩张理论对混凝土钢筋锈胀过程进行分析,推导了不同钢筋锈胀量对应的塑性区边界混凝土应力及塑性区半径计算公式,在此基础上建立了混凝土锈胀开裂寿命准则及寿命预测模型。锈胀开裂寿命模型分析表明,预测寿命值与钢筋相对保护层厚度m和混凝土等级有直接关系。随着相对厚度m增加,锈胀开裂预测寿命值增加,并且前期增加较快,后期增加较缓慢。混凝土强度等级对预测寿命值影响显著,随混凝土强度增大,混凝土锈胀开裂寿命增大。工程应用表明,该模型预测寿命可为工程的中度维护提供参考。 展开更多
关键词 扩孔理论 锈胀开裂 寿命预测 中度维修
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近海环境下钢筋非均匀锈蚀引起混凝土保护层开裂的数值模拟 被引量:3
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作者 邱姜睿 李雁 +2 位作者 毛小勇 王圣程 马天宇 《混凝土》 CAS 北大核心 2018年第7期8-10,15,共4页
根据近海环境下的钢筋混凝土结构受到碳化和氯盐的双重侵蚀,建立了非均匀锈蚀层分布的数学模型。以此为基础,提出了钢筋锈蚀层分布不均匀系数k,用以评判钢筋锈蚀层分布不均匀程度。针对同一钢筋平均截面锈蚀率、不同k值下的有限元分析... 根据近海环境下的钢筋混凝土结构受到碳化和氯盐的双重侵蚀,建立了非均匀锈蚀层分布的数学模型。以此为基础,提出了钢筋锈蚀层分布不均匀系数k,用以评判钢筋锈蚀层分布不均匀程度。针对同一钢筋平均截面锈蚀率、不同k值下的有限元分析结果表明:(1)锈胀裂缝首先出现位置为13.5°、166.5°附近,且与钢筋锈蚀层分布不均匀程度无关;(2)钢筋锈蚀层分布不均匀性增加,钢筋/混凝土界面的环向拉应力增大,引起混凝土保护层提前开裂。因此,在分析钢筋锈蚀引起混凝土保护层开裂,以及评价钢筋混凝土结构耐久性寿命时,钢筋锈蚀层分布不均匀程度应作为一个重要参数进行综合考虑。 展开更多
关键词 非均匀锈蚀 开裂 钢筋混凝土 钢筋锈胀力 有限元
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基于扩孔理论的混凝土钢筋锈胀开裂分析 被引量:6
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作者 唐孟雄 陈晓斌 《中南大学学报(自然科学版)》 EI CAS CSCD 北大核心 2010年第3期1172-1177,共6页
采用圆孔扩张理论对钢筋混凝土保护层锈胀开裂过程进行分析,推导不同锈蚀率下的混凝土塑性区边界应力及塑性区半径计算公式,建立保护层锈胀开裂扩孔模型。依据扩孔模型导出与保护层开裂时刻对应的临界钢筋锈蚀率表达式ρ(t),并对临界钢... 采用圆孔扩张理论对钢筋混凝土保护层锈胀开裂过程进行分析,推导不同锈蚀率下的混凝土塑性区边界应力及塑性区半径计算公式,建立保护层锈胀开裂扩孔模型。依据扩孔模型导出与保护层开裂时刻对应的临界钢筋锈蚀率表达式ρ(t),并对临界钢筋锈蚀率模型影响因素进行分析。研究结果表明:临界钢筋锈蚀率ρ(t)与混凝土强度等级、相对保护层厚度、钢筋锈蚀速率和铁锈膨胀率相关;随着混凝土相对保护层厚度增大,锈胀开裂临界锈蚀率ρ(t)快速增大;随着铁锈膨胀率增大,临界锈蚀率ρ(t)快速下降;随着混凝土强度等级增大,临界锈蚀率ρ(t)增加不明显。该模型为进一步研究碳化或者氯离子侵蚀的钢筋锈胀开裂寿命预测提供了理论基础。 展开更多
关键词 扩孔理论 塑性区半径 锈胀开裂 临界锈蚀率 寿命预测模型
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