钢筋锈蚀过程声发射监测研究

发布时间：2020-03-24 07:57

【摘要】：目前大跨度的建筑和桥梁、高层建筑等广泛应用钢筋混凝土结构,使其逐渐成为最为广泛的结构形式之一。钢筋与混凝土的结合使用产生巨大社会效应,伴随而来的因钢筋锈蚀而导致混凝土结构耐久性降低问题也变的突出和严重。钢筋混凝土结构中的钢筋锈蚀会导致结构的承载能力降低,从而使得结构发生破坏,造成巨大的人员伤亡和经济损失。因此,为了保障人们的生命安全和提高钢筋混凝土结构的耐久性,必须采取有效措施实时监测钢筋的锈蚀,为结构的破坏提前预警,尽量避免人员伤亡和经济损失。声发射技术是一种动态的无损监测技术,可以实时、在线的监测钢筋锈蚀的发展过程。因此本文应用声发射技术监测钢筋混凝土试件内部钢筋锈蚀的发展过程,具体研究内容有以下几个方面:(1)利用声发射参数分析方法和波形分析方法研究钢筋锈蚀的发展过程,研究结果表明两种方法都能较好的解释钢筋锈蚀发展的三个过程。参数分析方法主要是利用采集到的累计撞击数的变化曲线,通过曲线的变化趋势预测钢筋锈蚀的发展过程。波形分析方法是利用小波分析方法,对采集到的锈蚀不同阶段的声发射信号进行降噪处理,然后通过对波形幅值和峰值频率的分析,较好地解释钢筋锈蚀发展的三个阶段。(2)制备了不同强度、不同水灰比、不同保护层厚度的钢筋混凝土试件,研究各种因素在钢筋锈蚀过程中对声发射信号的影响。声发射的累计撞击数、能量、信号数随着因素的改变而产生不同变化。(3)采用超声导波技术对声发射技术的有效性进行验证。超声导波监测到的幅值变化曲线分为三个阶段:下降段、上升段、平稳段,这三个阶段反应了钢筋锈蚀发展的三个过程。同时利用小波包能量分析方法,分析在锈蚀发展过程中导波信号能量的变化。超声导波变化曲线同声发射累计撞击数变化曲线有着良好的对应关系,从而验证了声发射技术监测的可行性和有效性。(4)传统的混凝土锈胀开裂时间公式建立在锈蚀产物不进入锈胀裂缝的基础上,本文利用电子针探技术确定混凝土在开裂前会有部分锈蚀产物进入锈胀裂缝,故引进修正系数K对公式进行优化。同时研究不同保护层厚度、不同钢筋直径的钢筋混凝土的累计撞击数变化曲线和锈胀开裂时间公式之间的对应关系。本文研究结果表明,声发射技术能够实现对钢筋锈蚀过程的监测。
【图文】：

图 1.1 由于钢筋锈蚀导致混凝土开裂实例因此，为了保障人们的生命安全和提高钢筋混凝土结构的耐久性，必须采取有效措时监测钢筋的锈蚀，，为结构的破坏提前预警，尽量避免人员伤亡和经济损失。我国于蓬勃建设和维修的高峰期，一定要及早进行研究并采取有效措施提高钢筋混凝土的耐久性，同时对钢筋混凝土结构中的钢筋锈蚀进行实时在线的监测[8-9]。因此在的使用年限内，监测技术在分析评估混凝土结构的耐久性、安全性以及可靠性上显

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本文编号：2598041