锈蚀钢筋

摘要： 检测确定钢筋的锈蚀特征参数是进行锈蚀钢筋混凝土结构性能评定的基础。通过电化学加速锈蚀试验获得不同锈蚀程度的钢筋,采用三维激光扫描技术建立锈蚀钢筋的三维几何模型,并提取相关的锈蚀特征参数。然后基于概率理论统计分析锈蚀钢筋平均截面锈蚀率与最大截面锈蚀率、锈蚀不均匀系数之间的相关性,建立了锈蚀不均匀系数的概率分布模型。研究表明:随着锈蚀程度的增大,最大截面锈蚀率和锈蚀不均匀系数均呈幂函数增长,并与锈蚀钢筋的直径有关;锈蚀不均匀系数服从广义极值分布,其概率分布的形状参数、尺度参数和位置参数均随锈蚀程度的增大而线性增大,并与锈蚀钢筋的直径和单元长度有关。

摘要： 锈蚀钢筋检测的传统方法对试验仪器的精度要求高、人为因素对检测结果的影响大,不便于应用推广。基于全卷积神经网络提出了一种锈蚀钢筋截面的检测方法,通过对锈蚀钢筋截面图像样本进行像素分割以实现截面区域的检测。神经网络设计时采用了VGG19-FCN及U-Net两种架构,并对二者的识别性能进行了对比分析。图像样本采用从实际工程中搜集到的2000个锈蚀钢筋截面图像(单钢筋截面),并对其进行人工标注。结果表明:①采用小批量子集随机梯度下降法对神经网络进行训练,其效果等同于小批量随机梯度下降法,可解决训练神经网络时小批量数量需求大而显存不足的问题;②VGG19-FCN及U-Net两种网络架构在验证集上的最终精确度分别达到96.59%和95.06%,可说明其对本文锈蚀钢筋截面识别切实可行;③在以5%相对误差为识别容差的条件下,锈蚀钢筋截面采样时待检测钢筋截面尺寸占全图的比例范围有限值,对VGG19-FCN网络架构为28.23%~71.95%、对U-Net网络架构为39.32%~71.95%。综合存储空间、训练时间、识别精度,采用U-Net网络架构对锈蚀钢筋截面识别的效果更优。

摘要： 混凝土结合界面是装配式混凝土结构的薄弱环节,套筒灌浆连接混凝土结合界面直剪性能对装配式混凝土结构安全性能至关重要。设计试验研究了钢筋锈蚀对直剪荷载作用下套筒灌浆连接混凝土结合界面的裂缝开展、破坏形态、裂缝宽度-竖向相对滑移关系以及名义剪应力-竖向相对滑移关系的影响,并通过理论分析研究了钢筋锈蚀对结合界面剪应力-竖向相对滑移曲线特征参数与特征系数的影响。研究结果表明:钢筋锈蚀的发展对结合界面直剪加载过程中的裂缝发展刚度具有两个阶段影响,在加载初期,随锈蚀率增长,裂缝发展刚度下降;而在加载后期,随锈蚀率增长,裂缝发展刚度上升。钢筋锈蚀会显著降低套筒灌浆混凝土结合界面的极限剪应力和残余剪应力,当钢筋锈蚀率为3.5%和7.5%时,结合界面的极限剪应力分别下降41%和49%,残余剪应力分别下降约35%和59%。

摘要： 本文系统地阐述了利用ANSYS软件对钢筋锈蚀后的RC受弯构件进行模拟分析的几个方面的关键技术,包括:锈蚀钢筋、混凝土、粘结关系三者的本构模型和这三部分元素的有限元单元类型的选择。通过计算实例对提出的方法进行验证,最后总结了本文计算过程中积累的关于计算收敛方面的一些经验,为相关计算分析提供一定参考。

摘要： 考虑钢筋种类、混凝土强度、钢筋锈蚀率因素,对10个锈蚀钢筋混凝土墙体试件进行了压弯承载力试验研究.结果表明:钢筋锈蚀对墙体的承载力和挠度均有不同程度的影响;锈蚀钢筋混凝土墙体的承载力计算仍可近似采用平截面假定,但需引入协同工作系数考虑锈蚀钢筋与混凝土黏结滑移的影响;给出了锈蚀钢筋混凝土墙体的压弯承载力计算公式,并通过与试验结果比较,验证了计算公式的适用性.

摘要： 通过对现场和实验室取得的碳纤维布加固锈蚀试件进行100 d的干湿循环试验,研究了锈蚀构件碳纤维布加固后在盐溶液中的耐久性能.试验结果表明,碳纤维布加固锈蚀钢筋混凝土构件在盐溶液中的耐久性能显著增强.

摘要： 抗倒塌性能是锈蚀钢筋混凝土框架结构的一项重要性能指标,为进一步了解锈蚀钢筋混凝土框架结构抗倒塌性能,针对其展开研究.文章针对锈蚀钢筋混凝土框架结构受力过程的三个阶段展开分析.在此基础上,确定锈蚀钢筋混凝土框架结构的力学指标参数,计算锈蚀钢筋混凝土框架结构极限荷载,总结锈蚀钢筋混凝土框架结构抗倒塌性能.

摘要： 以实测HRB400钢筋的疲劳损伤模型参数为基础,结合加速锈蚀钢筋蚀坑形貌和疲劳试验结果,通过二次开发在Abaqus平台上实现了坑蚀钢筋高周疲劳寿命预测和损伤过程分析.结果表明:坑蚀钢筋高周疲劳寿命预测结果与试验值吻合较好;坑蚀钢筋蚀坑处存在应力集中,疲劳损伤主要集中在蚀坑底部附近,疲劳前期和中期损伤发展缓慢,疲劳后期疲劳损伤迅速累积;坑蚀钢筋弹性模量随循环加载次数的增加而降低;坑蚀钢筋蚀坑底部的应力在疲劳后期迅速降至较低值,并向周边转移,应力重新分布.

摘要： 为实现地震作用下锈蚀钢筋混凝土柱精细化数值模拟分析,基于已有研究成果建立往复荷载作用下锈蚀钢筋与混凝土间的黏结滑移本构模型:结合课题组前期试验结果,采用ABAQUS有限元分析软件对建立的黏结滑移本构模型进行有效性验证,通过对数值计算结果与试验结果之间误差分析,进一步对黏结滑移模型中的摩擦黏结应力系数和退化系数进行修正,最终建立更为合理的锈蚀钢筋与混凝土间黏结滑移本构模型。通过数值计算结果与试验结果的再次比较,验证修正后黏结滑移本构模型的有效性。结果表明:修正后的锈蚀钢筋与混凝土间黏结滑移模型可更好地反映往复荷载作用下锈蚀钢筋混凝土柱的滞回性能。该成果可为地震作用下锈蚀钢筋混凝土结构的数值分析计算提供理论参考。

摘要： 通过实验研究提出一种基于残差网络(ResNet)的锈蚀钢筋分类方法,为开发锈蚀钢筋现场准确定量评价方法提供新思路和技术参考.以1478根直径12 mm和14 mm,锈蚀率1.45％ ～56.10％ 的钢筋为研究对象,利用工业相机在实验室条件下拍摄图像,结合数据增强技术,共获得23648张样本图像,并根据锈蚀率确定11类标签.基于深度卷积神经网络搭建ResNet结构,并利用Adam算法进行迭代优化,通过对比不同数据集的实验结果评估分类准确率和训练轮数.为验证所提方法的适用性,将不同直径钢筋的样本图像组合成6种数据集进行训练与测试.研究表明,经过100次迭代训练,针对6种数据集的钢筋锈蚀程度分类准确率均在93.2％ 以上,最高达98.8％.该方法支持混合直径的锈蚀钢筋高精度分类,具有良好的实际应用性.

摘要： 为研究钢筋锈蚀对黏结锚固性能的影响,本文对锈蚀钢筋与混凝土间黏结性能及本构模型的国内外研究现状进行了总结,分析出结构内部钢筋锈蚀后对黏结机理的影响.此外,通过总结和分析国内外学者的研究成果,提出了不同锈蚀率下黏结强度劣化模型与黏结-滑移本构模型,并通过相关学者的试验数据验证了该模型的合理性.

摘要： 通过5组锈蚀钢筋再生混凝土中心拉拔试件,研究锈蚀钢筋与再生混凝土黏结性能,分析在钢筋锈蚀率、钢筋直径和混凝土强度等因素影响下,锈蚀钢筋与再生混凝土间黏结应力-滑移的本构关系.得到锈蚀钢筋与再生混凝土间的黏结强度影响因子,获取了锈蚀钢筋与再生混凝土的黏结应力-滑移曲线以及黏结区不同位置处钢筋应变的分布规律.结果表明:锈蚀率较小时,自由端发生滑移,试件仍能承受荷载;锈蚀率较大时,自由端出现微小滑移,试件发生劈裂破坏.为了准确得出相同滑移值下不同锚固位置的黏结应力,先拟合出相应位置处黏结应力与滑移值的关系式,再通过代入滑移值计算得出黏结应力,最后建立考虑位置函数的锈蚀钢筋与再生混凝土的黏结应力-滑移本构关系.并与平均黏结应力进行了对比,结果表明拟合值与试验值吻合较好.

摘要： 钢纤维混凝土(SFRC)材料具有良好的抗裂性能和韧性,现已广泛应用于土木工程中.对于修复的锈蚀构件,钢纤维混凝土与锈蚀钢筋的粘结性能是影响修复构件力学性能的关键因素.本文首先通过电化学方法对钢筋进行预锈蚀,进而采用清理干净的预锈蚀钢筋制作中心拉拔试件,然后通过中心拉拔试验研究锈蚀钢筋与钢纤维混凝土的粘结性能.试验结果表明,钢纤维的加入能够有效抑制混凝土裂缝扩展,提高混凝土的粘结刚度、粘结韧性、极限粘结强度;粘结刚度随锈蚀率的增加总体呈下降趋势,当锈蚀率增加至12％,其粘结刚度基本保持不变;引入粘结韧性因子a=A80/Apeak量化钢筋和钢纤维混凝土界面粘结韧性,计算表明粘结韧性因子a随锈蚀率增加而减小;极限粘结强度随锈蚀率的增加基本呈线性减小,当锈蚀率由0增加至17％时,极限粘结强度降低36.3％;基于试验结果建立了以锈蚀率为参数的极限粘结强度经验公式,计算结果与试验结果吻合较好.

摘要： 提出了一种锈蚀钢筋剩余截面积及其轴向分布的新型测试方法.该方法以排水法为原理,通过机器控制锈蚀钢筋的精确下降,获得锈蚀钢筋剩余截面积及其轴向分布形态.完好钢筋和锈蚀钢筋的实测结果表明,相对于游标卡尺法及既有的排水法,所提新型排水法及相应装置具有操作简单、测试过程稳定、测试精度高等优点,能够较为准确地得到钢筋的截面锈蚀率.

摘要： 通过对钢筋通电加速锈蚀的方法,对12根不同钢筋锈蚀率下粗骨料取代率为100％再生混凝土梁的三分点加载试验,分析相同强度条件下不同钢筋直径和锈蚀率的再生混凝土梁力学性能的影响.结果表明:当钢筋锈蚀率小于10％时,钢筋与再生混凝土的粘结强度足以保证两者能够共同工作,此时试验梁发生材料强度破坏模式;当钢筋锈蚀率超过了10％时,钢筋与再生混凝土的粘结强度不足以保证两者共同工作,此时试验梁发生粘结失效破坏模式.基于ANSYS有限元软件对不同钢筋锈蚀率的再生混凝土梁进行模拟分析,并对锈蚀钢筋再生混凝土梁跨中截面的荷载-应力关系曲线进行验算,通过有限元结果与试验结果对比,验证了有限元分析模型的可靠性.

摘要： 本文通过拔出试验研究了不同锈蚀率的钢筋与普通、再生混凝土之间的极限粘结应力;采用钢筋开槽和内贴应变片的方法,研究了普通及再生混凝土试件的粘结应力分布规律.本文提出钢筋应力分布参数、粘结应力分布参数来描述钢筋与混凝土的粘结滑移行为,分析了钢筋锈蚀对普通及再生混凝土试件钢筋应力传递、粘结应力分布的影响.研究结果表明,对于无箍筋试件,随着钢筋锈蚀率增加,普通及再生试件的相对极限强度均有先增加后减小的趋势;而对于有箍筋试件,普通及再生混凝土试件的相对极限强度均没有出现明显的退化现象;说明箍筋对锈蚀钢筋混凝土构件内粘结力的提升效果显著.

摘要： 介绍了一般大气环境下和海洋环境下混凝土中钢筋锈蚀机理、实验室钢筋加速锈蚀和自然锈蚀间的相关性以及混凝土中钢筋锈蚀量的预测方法。对有关静力荷载作用下锈蚀钢筋确定型本构关系、随机本构关系以及锈蚀钢筋疲劳性能等方面的研究进展进行了综合分析。通过分析研究提出,锈蚀钢筋力学性能退化机理、合理实用的钢筋锈蚀量预测模型、加速锈蚀试验和自然锈蚀试验之间的相关关系、新型钢筋锈蚀后的本构关系、锈蚀混凝土构件的受力性能以及受力性能的退化规律等是今后混凝土结构全寿命设计理论研究中的关键科学问题,有待进一步深入研究。

摘要： 通过对模拟海洋浪溅区环境锈蚀近两年的钢筋混凝土试块破型所得的214根锈蚀钢筋进行拉伸试验,研究不同锈蚀程度下不同直径的钢筋各项力学性能指标的变化：初步提出了钢筋的平均锈蚀率与最大锈坑深度之间的关系。研究表明,钢筋的平均锈蚀率与钢筋的表面锈蚀特征对其力学性能都有显著影响,并且随着锈蚀率的增加,这种影响会越来越明显。因此,只用平均锈蚀率来推测锈蚀钢筋的力学性能是不科学的,为更有效地评估钢筋混凝土结构的耐久性和可靠性提供了理论依据。

摘要： 通过拔出实验,研究在不同的钢筋锈蚀率、钢筋直径和混凝土强度等因素条件下,锈蚀钢筋与再生混凝土间粘结滑移的本构关系.实验采用钢筋开槽内贴应变片的方法,制作了5组再生钢筋混凝土试件;并根据计算结果给试件通电进行加速锈蚀;完成拉拔实验后,得到了锈蚀钢筋与再生混凝土间的荷载—滑移曲线以及不同锚固位置处钢筋应变,通过对实测结果的分析、计算,得到锈蚀钢筋与再生混凝土间的极限粘结强度影响因子和粘结滑移曲线沿锚固长度的分布规律;最后建立了考虑位置函数的锈蚀钢筋与再生混凝土的粘结滑移本构关系.

摘要： 采用加速的自然锈蚀试验,并将锈蚀形态定性地划分为：麻面(极小的锈坑)、锈坑、锈疤(锈坑连成片)。以检测到的钢筋锈蚀数据为依据,用平均锈蚀率、最大锈蚀深度对钢筋的锈蚀形态进行了系统的研究。实验结果表明：锈蚀率与锈蚀深度之间的正相关性不是非常明显;随着锈蚀率的增大锈坑个数总体上有增多的趋势；锈蚀破坏开始时主要向深度方向发展,当锈蚀深度达到一定程度后主要向宽度方向发展,锈坑连成片；锈蚀率较低时出现大量的麻面形态,随着锈蚀率的增长锈坑形态增多。

摘要： 本发明公开了一种混凝土结构的钢筋锈蚀信息采集装置，包括磁传感器组件及位移组件，磁传感器组件包括磁传感器支架，传感器支架上安装有平行正对的第一磁传感器及第二磁传感器；位移组件包括位移组件支架，位移组件支架上安装有移动装置及位移监测装置；钢筋锈蚀信息采集装置还包括存储器，存储器分别与第一磁传感器、第二磁传感器及位移监测装置电连接。该检测装置操作简便、便于携带且环境适应性强。本发明还公开了一种混凝土结构的钢筋锈蚀检测方法。采用本发明公开的技术方案，可以实现对混凝土结构的钢筋进行锈蚀检测，适用于不同种类的钢筋锈蚀检测，能准确的对锈蚀程度进行分级判断，且利用两个磁传感器进行检测，提高了检测效果和精度。

摘要： 本发明公开了一种监测钢筋锈蚀状态的传感器及其制作工艺和钢筋锈蚀监测方法，属于结构工程和光纤传感技术领域。它包括长周期光纤光栅传感，长周期光纤光栅传感包括光纤光栅段、光纤段和尾端段，还包括基座、钢筋和水泥砂浆，从左到右依次为光纤光栅段、光纤段和尾端段，光纤光栅段的表面上设有一层光纤光栅段金属膜，尾端段的表面上设有一层尾端段金属膜，尾端段的端面上设有一层尾端段端面金属膜；钢筋和长周期光纤光栅传感均放置在基座内，基座的外部为一层水泥砂浆。光纤光栅段金属膜、尾端段金属膜和尾端段端面金属膜均为钯金膜。本发明的单端反射式长周期光纤光栅通过折射率来监测钢筋周围环境的变化，来判断钢筋锈蚀的状态。

摘要： 本发明公开了一种钢筋混凝土构件锈蚀开裂后钢筋锈蚀度无损检测方法，包括：基于材料力学和理论力学，得到公式(4‑49)测量钢筋混凝土构件的裂缝宽度，若箍筋位于钢筋混凝土构件的角部，则根据公式(4‑51)或(4‑53)和(4‑49)计算锈蚀产物质量，若箍筋位于钢筋混凝土构件的中部，则根据公式(4‑52)或(4‑54)和式(4‑49)进行计算。结合公式(4‑47)，可计算不同龄期、不同裂缝宽度的下锈蚀产物质量。则，根据锈蚀产物质量，计算钢筋锈蚀度，判断钢筋混凝土构件的安全性能。本发明基于材料力学和理论力学推导出钢筋锈蚀度无损检测的公式，本发明的半经验半理论模型有理论作为依据，适用范围更广泛。

摘要： 本发明涉及一种用于钢筋锈蚀监测的压电传感器及钢筋锈蚀监测方法，属于钢筋混凝土结构的智能传感器监测技术领域。该传感器由压电陶瓷、电极面、水泥、环氧树脂及固化剂构成的封装层和屏蔽导线构成。基于该传感器的监测方法采用水泥、环氧树脂和固化剂的混合物作为粘结剂将压电传感器和钢筋耦合，通过测试不同时期传感器的电阻抗‑频率谱图，然后进行均方根差计算，其计算结果作为判断混凝土内钢筋锈蚀状况的量化指数。本发明的压电传感器具有制备简单、使用方便、耐久性好等特点，基于该传感器的监测方法具有准确可靠、方便直观的特点。

摘要： 本发明公开了一种混凝土结构的钢筋锈蚀信息采集装置，包括磁传感器组件及位移组件，磁传感器组件包括磁传感器支架，传感器支架上安装有平行正对的第一磁传感器及第二磁传感器；位移组件包括位移组件支架，位移组件支架上安装有移动装置及位移监测装置；钢筋锈蚀信息采集装置还包括存储器，存储器分别与第一磁传感器、第二磁传感器及位移监测装置电连接。该检测装置操作简便、便于携带且环境适应性强。本发明还公开了一种混凝土结构的钢筋锈蚀检测方法。采用本发明公开的技术方案，可以实现对混凝土结构的钢筋进行锈蚀检测，适用于不同种类的钢筋锈蚀检测，能准确的对锈蚀程度进行分级判断，且利用两个磁传感器进行检测，提高了检测效果和精度。

摘要： 本发明公开了一种监测钢筋锈蚀状态的传感器及其制作工艺和钢筋锈蚀监测方法，属于结构工程和光纤传感技术领域。它包括长周期光纤光栅传感，长周期光纤光栅传感包括光纤光栅段、光纤段和尾端段，还包括基座、钢筋和水泥砂浆，从左到右依次为光纤光栅段、光纤段和尾端段，光纤光栅段的表面上设有一层光纤光栅段金属膜，尾端段的表面上设有一层尾端段金属膜，尾端段的端面上设有一层尾端段端面金属膜；钢筋和长周期光纤光栅传感均放置在基座内，基座的外部为一层水泥砂浆。光纤光栅段金属膜、尾端段金属膜和尾端段端面金属膜均为钯金膜。本发明的单端反射式长周期光纤光栅通过折射率来监测钢筋周围环境的变化，来判断钢筋锈蚀的状态。

摘要： 本发明公开了一种钢筋混凝土构件锈蚀开裂后钢筋锈蚀度无损检测方法，包括：基于材料力学和理论力学，得到公式(4-49)测量钢筋混凝土构件的裂缝宽度，若箍筋位于钢筋混凝土构件的角部，则根据公式(4-51)或(4-53)和(4-49)计算锈蚀产物质量，若箍筋位于钢筋混凝土构件的中部，则根据公式(4-52)或(4-54)和式(4-49)进行计算。结合公式(4-47)，可计算不同龄期、不同裂缝宽度的下锈蚀产物质量。则，根据锈蚀产物质量，计算钢筋锈蚀度，判断钢筋混凝土构件的安全性能。本发明基于材料力学和理论力学推导出钢筋锈蚀度无损检测的公式，本发明的半经验半理论模型有理论作为依据，适用范围更广泛。

摘要： 本发明涉及一种用于钢筋锈蚀监测的压电传感器及钢筋锈蚀监测方法，属于钢筋混凝土结构的智能传感器监测技术领域。该传感器由压电陶瓷、电极面、水泥、环氧树脂及固化剂构成的封装层和屏蔽导线构成。基于该传感器的监测方法采用水泥、环氧树脂和固化剂的混合物作为粘结剂将压电传感器和钢筋耦合，通过测试不同时期传感器的电阻抗-频率谱图，然后进行均方根差计算，其计算结果作为判断混凝土内钢筋锈蚀状况的量化指数。本发明的压电传感器具有制备简单、使用方便、耐久性好等特点，基于该传感器的监测方法具有准确可靠、方便直观的特点。

摘要： 一种用于对钢筋混凝土中立柱锈蚀的装置及锈蚀方法，属于混凝土建筑技术领域，本发明为了解决现有钢筋混凝土结构锈蚀实验中其锈蚀装置的密封性要求高，导致其制作成本也相应增高的问题，本发明所述一种用于对钢筋混凝土中立柱锈蚀的装置，所述系统包括钢筋混凝土结构、介质循环容器、锈蚀组件、外部水管、水箱、直流电源、两个水泵和两根导线，本发明所用方法是利用氯化钠溶液循环装置使混凝土浸润在氯化钠溶液环境中，打开直流电源进行通电，通过透明保鲜膜观察锈蚀产物析出情况，直到达到目标锈蚀率为止。本发明主要用于对钢筋混凝土结构强度测试时对钢筋混凝土结构中的立柱进行准确锈蚀。

摘要： 一种监测钢筋截面非均匀锈蚀和沿径向锈蚀的联合磁传感器，包括磁感应强度监测单元和数据处理单元，磁感应强度监测单元包括用于检测钢筋截面非均匀锈蚀情况的双磁路四测点内置式传感器和用于检测钢筋沿长度方向锈蚀情况的贴面式传感器，所述的双磁路四测点内置式传感器内置于钢筋混凝土试件中，所述的贴面式传感器外贴于钢筋混凝土试件表面。本实用新型通过磁场对钢筋非均匀锈蚀区域进行钢筋非均匀锈蚀的有效测定，一个内置式传感器对应钢筋面向保护层侧和背向保护层侧的非均匀锈蚀监测、一个贴面式传感器对应钢筋沿长度方向的锈蚀情况监测，原理清楚、方法简便、测定速度快、部分可重复使用、工程应用性强和稳定性好。