Method Article

钢筋形态参数评价方法的适用性分析

DOI:

10.3791/57859

⸱

November 1st, 2018

 ,  ,  , 
1Department of Civil Engineering, Shenzhen University, 2Guangdong Province Key Laboratory of Durability for Marine Civil Engineering, Shenzhen University, 3Department of Engineering and the Built Environment, Anglia Ruskin University

In This Article

Summary

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本文采用不同的方法测量钢筋的几何形状和腐蚀量: 质量损失、卡钳、排水测量、三维扫描和 x 射线显微计算机断层扫描 (xct)。

Abstract

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腐蚀钢筋长度的不规则和不均匀残余截面极大地改变了其机械性能, 极大地主导了现有混凝土结构的安全性和性能。因此, 正确测量结构中钢筋的几何形状和腐蚀量, 以评估结构的剩余承载力和使用寿命, 是非常重要的。本文介绍并比较了五种不同的测量钢筋的几何形状和腐蚀量的方法。在本协议中, 单根500毫米长、直径14毫米的钢筋是受到加速腐蚀的试样。在质量损失测量、vernier 卡钳、排水测量、三维扫描和 x 射线微计算机断层扫描 (xct) 之前和之后, 对其形态和腐蚀量进行了仔细测量。然后对这些不同方法的适用性和适用性进行了评价。结果表明, vernier 卡钳是测量无腐蚀棒形态的最佳选择, 而三维扫描是最适合于定量测量腐蚀棒的形态的最佳选择。

Introduction

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钢筋腐蚀是混凝土结构恶化的主要原因之一, 是混凝土碳化和氯部侵入造成的。在混凝土碳化中, 腐蚀倾向于广义;而在氯化物入侵, 它变得更加本地化1,2。不管是什么原因, 腐蚀会使腐蚀产品的径向膨胀导致混凝土盖发生腐蚀, 使钢筋与其周围混凝土之间的粘结变差, 穿透钢筋表面, 并减少钢筋的横截面面积相当3,4。

由于结构混凝土的非均匀性和使用环境的变化, 钢筋的腐蚀在其表面和长度上随机发生, 具有很大的不确定性。与混凝土碳化引起的广义均匀腐蚀相反, 氯离子入侵引起的点蚀引起了攻击的渗透。此外, 它还会导致腐蚀杆的残余部分在棒材表面和长度之间有很大的差异。因此, 棒材强度和杆延性降低。已经进行了广泛的研究, 以研究腐蚀对钢筋的机械性能的影响 5,6,7, 8,9,10

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Protocol

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1. 样品和制造工艺的测试

  1. 获得500毫米长、直径14毫米的普通钢筋 (q235 级), 用于测试试件的制造。
  2. 用细砂纸擦亮棒材的表面, 以去除表面的磨机鳞片。
  3. 使用切割机从左侧切割条形图30毫米和470毫米, 如图 1所示。
  4. 使用数字电子秤测量三个条形图的重量。
  5. 使用步骤2中描述的五种方法测量三个试件的直径, 并记录无腐蚀棒材试件的结果。
  6. 使用电化学方法腐蚀440毫米棒样品, 详情如下:
    1. 用绝缘胶带牢固地覆盖每端70毫米。将电线连接到 440 mm 棒材样品的一端。
    2. 将胶粘剂与硬化剂按1:1 的比例混合, 制成环氧树脂。将环氧树脂均匀地涂在棒材试样的绝缘 70 mm 端上, 以保护两端不受腐蚀。
    3. 将440毫米长的棒状试样放入塑料水箱中, 其中含有3.5% 的氯化钠作为电解质, 铜板作为阴极。
    4. 将棒材试样的一端作为节点连接到正极和阴极铜板分别连接到直流电源供应商的负极上, 以建立加速棒材试样腐蚀的电路。
    5. 打开直流电源, 在整个腐蚀期间, 在棒材样品上施加 2.5μa /cm 2 的恒定直流电流。
    6. 根据法拉第定律的估计, 当棒材试样的腐蚀量达到预期的腐蚀水平时, 关闭电流以终止....

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Results

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图 6显示了500毫米长的无腐蚀棒材试样在使用 vernier 卡钳测量长度的每个截面的角度为0°、45°、90°和135°的直径。然后将条形切割成三个部分, 如图 1所示。

图 7显示了非腐蚀棒材试样沿长度的横截面面积, 分别使用四种和五种方法测量, 分别用于440毫米长的中间部分和30毫米长端。

图 8分别显示了使用3d 扫描和 xct 方法测量的腐蚀条试样的空间图像和三个横截面。

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Discussion

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图 6a和6A显示, 未腐蚀棒材试样的测量直径在其长度上没有显著变化。沿杆长测量的直径之间的最大差异仅为 0.11 mm 左右, 最大偏差为0.7%。这表明, 使用游标卡尺可以很好地评估无腐蚀条形图的几何形状。但是, 在同一截面的不同角度测量的直径之间的差异是一致的, 而且差别很大。对于给定的棒材试样, 最大直径为 14.62 mm 和 14.62 mm, 角度为45°和 135°, 最大偏差为4%。换句话说, 非腐蚀杆的横截面不是完全圆形的, 而是椭圆形的。因此, 在直接根据钢筋的测量直径计算实际横截面面积时, 应注意钢筋直径的测量。

除了使用游标卡尺测量普通棒直径外, 我们还使用 xct 和3d 方法测量肋杆的横截面, 因此无法轻松使用游标卡尺。我们发现不同角度的肋骨杆也有不同的直径。本文采用了普通棒试样, 因为它可以用所有五种不同的方法进行比较。

混凝土结构中的钢筋主要是拉力或压缩。因此, 对于给定的强度, 钢筋的承载能力取决于.......

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Disclosures

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作者没有什么可透露的。

Acknowledgements

$$\rightleftharpoonup{xx}$$ $$\longleftharp{xx}$$, $$\longrightharp{xx}$$,

深圳大学作者非常感谢国家自然科学基金 (51520105012 号和51278303号) 和广东省教育部 (重点) 项目的资助。(编号 2014kzdxm051), 他们还感谢深圳大学土木工程学院广东省海洋土木工程耐久性重点实验室提供的检测设施和设备。

....

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Materials

List of materials used in this article
NameCompanyCatalog NumberComments
用品
塑料尺得利集团有限公司No.6240
白色油漆笔SINO PATH Enterprises.，Ltd.SP-110
带支管定制测量
圆筒北京华科博美克斯玻璃有限公司
500mL 烧杯Beijing Huake Bomex Glass Co. ， Ltd.CP-201
砂纸上海正午装饰材料有限公司P04
白色显影剂 SHANGHAI XINMEIDA FLAW DETECTION MATERIAL CO.， LTD.FA-5
试剂
环氧树脂胶粘剂南霸雄迪新材料有限公司DY·E·44
氧固化剂湖南巴雄迪新材料有限公司DY·
HCl东莞市东江化学试剂有限公司AR-2500ml
饱和石灰水西隆化工有限公司AR-500g
设备
数字电子秤开封集团有限公司型号 JCS-0040
数字游标卡尺上海测量Cutting Tool Works Co.， Ltd. 切削工具厂有限公司型号 ST-089-229-090
切割机Robert Bosch GmbHTCO2000
3D 重建 X 射线显微镜XRADIA型号 MICROXCT-400
3D 扫描仪HOLON 三维科技（深圳）有限公司型号 HL-3DX+
机电万能试验机MTS SYSTEMS （China） Co.， Ltd.型号 C64.305
湖环EP

References

$$\rightleftharpoonup{xx}$$ $$\longleftharp{xx}$$, $$\longrightharp{xx}$$,
  1. Cavaco, E. S., Bastos, A., Santos, F. A. D. Effects of corrosion on the behaviour of precast concrete floor systems. Construction & Building Materials. 145, (2017).
  2. Cavaco, E. S., Neves, L. A. C., Casas, J. R. On the robustness to corrosion in the life cycle assessment of an existing reinforced concrete bridge. Structure and Infrastructure Engineering. 14 (2), 137-150 (2017).
  3. Muthulingam, S., Rao, B. N.

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