结合理论分析、数值模拟和试验验证,探讨了混凝土中钢筋的腐蚀行为,并建立了钢筋腐蚀速率的预测模型.首先基于试验数据,修正了混凝土的电阻率模型,然后结合混凝土中钢筋腐蚀的电化学原理和宏电池腐蚀模型,分析了保护层厚度、水灰比、氯离子含量和空气相对湿度等因素对钢筋腐蚀过程控制方式和腐蚀速率的影响,并据此建立了混凝土结构钢筋腐蚀速率的预测模型.分析表明,所建立的预测模型能够合理地反映电阻和阴极控制条件下钢筋腐蚀速率的变化趋势,具有较好的预测精度和实用性.
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研究了SAP(吸水树脂)内养护剂对膨胀混凝土力学性能、变形开裂性能和耐久性能的影响,然后通过MIP,SEM,XRD等手段对其养护机理进行了微观分析.结果表明:掺加SAP可显著提高膨胀混凝土的早期膨胀值和限制膨胀率,降低膨胀与收缩变形的差值,且对强度、渗透性无不利影响.由于SAP具有吸水-释水功能,因此掺加SAP将有利于钙矾石的生成和水泥水化程度的提高,并能有效改善膨胀混凝土的孔结构分布.
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为有效监测钢筋混凝土结构内部钢筋的锈蚀,提出了基于压电陶瓷(PZT)波传播法的钢筋锈蚀监测方法.首先,基于PZT波传播法对变形钢筋进行了试验研究及数值模拟,找出了应力波在无锈蚀钢筋中的传播衰减规律;然后,设计制作了18个钢筋混凝土试件,在埋入每个试件中的钢筋表面相同位置粘贴PZT激励器/传感器;后,对试件进行电化学快速锈蚀,并在试件锈蚀过程中,对其进行PZT测试,来追踪锈蚀对应力波传播特性的影响.结果表明:钢筋锈蚀严重影响应力波的传播衰减规律,传感器接收到的信号幅值与钢筋锈蚀率之间呈二次函数的关系.