基于红外感应加热的混凝土钢筋锈蚀检测研究

摘要

水工建筑物大多处于比较复杂的工程环境中，而水利工程建筑的使用年限往往是所有建筑物中较长的一类，对于水工建筑来说，钢筋混凝土结构的耐久性研究更为重要，钢筋锈蚀往往是影响其结构耐久性关键的因素之一。在实际工程中，最关注的问题就是对处于服役阶段的结构耐久性的评估，钢筋锈蚀情况是其评判其耐久性的最主要依据。目前钢筋锈蚀的检测方法繁多，但往往准确性不足，很难准确评估水工混凝土结构的锈蚀程度。
　　本文以水工建筑物中混凝土中钢筋锈蚀为研究对象，采用物理模型和数值模拟试验相结合的方式对其进行研究，取得了一定的结论与成果。
　　首先，本文开展了对钢筋混凝土试件的室内加速锈蚀试验，得到锈蚀钢筋试件后，采用红外电磁感应加热锈蚀钢筋的方法来检测钢筋的锈蚀情况。在室内给予氯盐的环境，采用电解的原理，对钢筋进行加速锈蚀以缩短试验的周期，然后应用电磁感应加热，采用红外技术来探测钢筋的锈蚀情况，获取不同锈蚀程度钢筋混凝土表面温度随时间变化的情况。
　　在试验结果的机场，运用ANSYS软件建立钢筋混凝土的钢筋锈蚀仿真模型，来模拟热磁——热耦合场下的锈蚀钢筋在高频电源感应加热情况下的温度变化过程，得出多组工况下钢筋锈蚀因感应加热产生的温度和时间的关系。
　　最后将室内物理模型试验的数据与数值模型的试验数据进行对比研究，对其进行多元线性回归对出加热时间与温度的关系，在此基础上，可通过对现场感应加热中钢筋温度增长速率测量，定量地判定结构中钢筋锈蚀的程度，

目录

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摘要

第一章 绪论

1．1 引言

1．2 国内外锈蚀机理研究现状

1．2．1 国外对钢筋锈蚀研究的现状

1．2．2 国内对钢筋锈蚀研究的现状

1．3 现阶段钢筋锈蚀检测存在的问题

1．4 本文研究方法及思路

第二章 钢筋混凝土锈蚀特征分析

2．1 引言

2．2 钢筋锈蚀的机理

2．2．1自然腐蚀

2．2．2 其他腐蚀

2．3 影响钢筋锈蚀的因素

2．3．1 碳化因素的影响

2．4．2 氯离子侵蚀的影响

2．4．3 对钢筋锈蚀影响的其他因素

2．4 小结

第三章 钢筋锈蚀检测的室内试验

3．1 引言

3．2 室内加速钢筋锈蚀试验

3．2．1 试验目的

3．2．2 电化学加速腐蚀原理

3．2．3 试验设计

3．2．4 电化学加速腐蚀试验过程

3．3 锈蚀钢筋混凝土试件的红外感应加热试验

3．3．1 红外感应加热钢筋锈蚀检测方法简介

3．3．2 红外感应加热钢筋的可行性研究

3．3．3 红外感应检测锈蚀钢筋的试验研究

3．4 小结

第四章 钢筋锈蚀感应加热数值模拟

4．1 简介

4．1．1 感应加热原理与其特征

4．1．2 感应加热数值模拟的发展现状及应用概述

4．1．3 感应加热磁—热耦合场的ANSYS计算

4．2 钢筋锈蚀感应加热数值模拟建模

4．2．1 材料特性

4．2．2 模型建立

4．3 钢筋锈蚀感应加热数值模拟模型验证

4．4 数据分析

4．5 小结

第五章 基于红外感应加热的钢筋锈蚀应用分析

5．1 前言

5．2 ANSYS数值模型多元回归拟合分析

5．2．1 模型试验数据的建立

5．2．2 多元回归分析的原理

5．2．3 ANSYS数值模拟数据的分析

5．2．4 多元回归拟合分析

5．2．5 基于红外感应加热的钢筋锈蚀应用分析

5．3 小结

第六章 结论与展望

6．1 结论

6．2 展望

致谢

参考文献

在学期间发表的论文和取得的学术成果