工业建筑可靠性检测鉴定技术讲座(十一)

1 检测目的 混凝土中的钢筋通常由于混凝土的碱性保护而免遭腐蚀。但由于碳化作用,空气中酸性气体(CO_2、SO_2等)的侵入,腐蚀性介质的侵蚀和混凝土中氯化钙的侵蚀等,会造成钢筋锈蚀。钢筋锈蚀使钢筋有效截面减小,并降低钢筋与混凝土之间的粘结力,从而减弱钢筋混凝土构件的承载能力和耐久性。对于旧工业建筑物,检测钢筋混凝土结构构件中钢筋的锈蚀程度,是查找安全隐患,鉴定其可靠性和耐久性的重要指标之一。 2 检测范围 当存在以下情况之一时,应检测钢筋的锈蚀程度: (1)当混凝土保护层已完全碳化时。 (2)当混凝土构件出现沿钢筋方向的纵向裂纹时。 (3)当环境中存在腐蚀性介质并侵入到混凝土构件中,或者施工时混凝土中掺入了氯盐时。     

混凝土中钢筋的半电池电位试验方法

钢筋的锈蚀,对钢筋混凝土结构及预应力钢筋混凝土结构的耐久性影响极大,世界各地不同程度地受到钢筋锈蚀带来的危害和经济损失。海洋建筑、桥梁、处于有腐蚀性环境中的工业厂房等,往往过早地被破坏。国内建筑仍以钢筋混凝土为主,钢筋锈蚀是     

预应力混凝土桥梁腐蚀后的受力性能分析

结合某铁路大桥预应力钢丝锈断后梁体的受力性能分析,对预应力混凝土桥梁腐蚀后的耐久性评估方法进行了探讨。首先,用静载试验加载方法对腐蚀梁体进行了实桥试验,分别对每孔2片T型梁的跨中挠度、支座压缩量、跨中及L/4截面混凝土应力、内梁预应力钢丝锈断截面处的混凝土应力进行了测试;然后,对受腐蚀预应力混凝土桥梁进行了有限元分析。介绍了正常梁体和腐蚀梁体的有限元模型、有限元网格剖分建立。在预应力梁体的耐久性分析中,应重点考虑预应力筋锈蚀的影响,并给出了预应力筋的简化分析模型。通过对梁体有限元计算结果和试验值的比较,验证了计算模型基本上能准确地反映梁体的受力情况,说明可以采用有限元方法对预应力混凝土桥梁腐蚀后的耐久性进行评估。     

不同pH值下含铁矿物对硫酸侵蚀混凝土的影响研究

硫酸侵蚀为混凝土耐久性损伤的一个重要方面。在硫酸盐侵蚀过程中,含铁矿物等侵蚀产物不断形成,导致混凝土材料形成不同程度的腐蚀。为研究不同pH值环境下含铁矿物对混凝土结构腐蚀的影响,在实验室配置了pH值为2.0、3.0和4.0的稀硫酸溶液,结合不同洗刷作用方式来模拟酸雨环境,采用室内长期浸泡试验方法对混凝土试件进行不同程度腐蚀。用X射线能谱分析(EDS)现代测试技术分析得到腐蚀剩余物质Fe元素。结果表明:浸泡液的pH值对混凝土的腐蚀速度有一定的影响,当浸泡液的pH值小于3以后,硫酸对混凝土的腐蚀速度要考虑含铁矿物的影响;当大量的氢氧化铁参与反应时会消耗更多的H2SO4,腐蚀速度会有小幅度提升,在定期更换浸泡液并清洗试件表面的洗刷作用下更加明显,耗酸速度提升到了10倍。     

灰浆层对钢筋混凝土楼板耐火极限的影响

为保护钢筋混凝土结构不因受到高温影响使结构急剧丧失承载能力而倒塌,常采用增加灰浆层的办法。钢筋在混凝土与灰浆层保护层的包裹之内,可以缓解温度急剧上升。但典型灰浆层对钢筋混凝土的耐火极限的报道还不多。本文针对灰浆层对钢筋混凝土的耐火极限影响进行了试验研究。比较了增加灰浆层与不加抹灰层在耐火极限、烧损面、残余强度等方面的变化,讨论了灰浆层对结构防火的贡献。结果证明：钢筋在混凝土在灰浆层保护层的包裹之内,可以缓解温度急剧上升,保护层使建筑物有一定的耐火作用;增加钢筋混凝土结构构件的保护层厚度能够有效提高构件的耐火极限;混凝土砂浆保护层直接关系到混凝土结构的承载力,直接关系到混凝土结构的耐久性与耐火性。     

钢绞线锈蚀导致的混凝土开裂预测模型

为了研究钢绞线锈蚀对混凝土锈胀开裂的影响,通过加速锈蚀试验得到了6片不同锈胀裂缝宽度的混凝土梁,结合混凝土保护层锈胀裂缝宽度和锈蚀率等测试数据,对比分析了现有普通钢筋锈胀裂缝宽度模型的适用性。在此基础上,考虑开裂扩展速率及混凝土抗压强度的影响,建立了钢绞线锈胀裂缝宽度预测模型。结果表明:由于钢绞线是由7根钢丝相互捻指而成,钢丝之间会存在缝隙,且截面呈梅花状,与普通钢筋存在较大差异。现有的普通钢筋锈胀裂缝模型预测钢绞线锈蚀导致的混凝土开裂误差较大,超过53%;所建立的预测模型计算值与实测平均裂缝值的误差为12.1%,能够较好地模拟平均裂缝宽度与锈蚀率的关系。     

碳纤维布加固技术在结构安全隐患工程的应用

安全隐患的工程概况 某制药厂提取车间建于1984年，由于建成时间较久，结构老化，无论抗震能力还是承载能力已不能满足安全使用要求。因长期受腐蚀性气体的侵蚀，三根薄腹梁下弦混凝土与钢筋均遭受严重腐蚀，导致保护层混凝土开裂、酥松、剥落，造成混凝土梁有效截面减少，使结构构件断面刚性降低、挠度增加，久之混凝土作用会失效，存在一定的工程安全隐患。另外由于下弦钢筋锈蚀、剥落，钢筋受力截面削弱，     

基于神经网络的混凝土结构使用寿命评估

混凝土结构耐久性是目前建筑结构与建筑材料研究领域的热点.本文用神经网络的研究方法,研究了处于硫酸盐侵蚀下混凝土结构使用寿命与环境侵蚀介质间的关系.建立了混凝土结构寿命评估神经网络模型.网络输出给出了在预期的破坏等级下结构使用寿命的近似估计.     

工业建筑可靠性检测鉴定技术讲座(十一)

1 检测目的 混凝土材质恶化是指混凝土或钢筋混凝土结构受环境条件、化学腐蚀、火灾及长期高温作用、碱骨料反应,造成混凝土开裂、酥松、起鼓、剥落、强度下降,并导致钢筋锈蚀、耐久性下降。因此,混凝土材质恶化检测是评定混凝土结构耐久性损伤原因及程度,预测剩余寿命的重要指标之一。 2 检测内容 (1)构件所处环境情况的分类; (2)化学介质侵蚀损伤检测; (3)混凝土碳化深度检测; (4)冻融损伤检测; (5)火灾及长期高温作用损伤检测; (6)碱骨料反应损伤检测。 3 环境情况的分类及测区布置 3.1 环境情况的分类 室外构件可分成三类:室外淋雨构件;室外不淋雨构件;室外靠近建筑物通风口的构件。 室内构件可按所处环境温度和湿度情况分类。环境温度分类:①正常室温;②小于60℃;③大于60℃。环境湿度分类:①干燥环境;②正常室内空气湿度,无水;③经常有水的环境,如雨水、生产用水;④50％～80％的时间浸泡在水中,或周围空气相对湿度为80％～90％;⑤80％以上时间浸泡在水中,或周围空气相对湿度在90％以上。     

基于均匀试验的混凝土裂缝宽度影响因素分析

桥梁裂缝宽度的大小直接影响桥梁使用过程中的耐久性和安全性,裂缝宽度可以用配筋率、混凝土强度、理论厚度和环境湿度等因素来控制。为了研究以上4个因素对裂缝宽度的影响,以贵州某空心板桥为例,使用Midas/Civil进行建模分析,并用均匀试验设计法来确定各因素的影响程度。结果显示,配筋率以及环境湿度的影响较大,混凝土强度和理论厚度影响较小。所得结论为混凝土桥梁的设计研究提供了参考。     

大跨度钢结构桥架的检测鉴定及加固处理

对大跨度受腐蚀损坏的钢结构桥架进行结构可靠性检测鉴定和内力验算,根据检测鉴定结果做加固处理,保证了结构的安全稳定和生产使用需要。     

换热器不锈钢换热管束开裂原因分析

一台换热器换热管束发生了开裂泄漏.采取全面检验的方式,通过宏观检查、化学成分分析、断口微观形貌和能谱分析、金相分析等方法,对换热管开裂原因进行了分析.结果表明:该换热管开裂为氯化物应力腐蚀开裂.壳程介质循环冷却水中CI元素含量是应力腐蚀开裂的主要因素,结构缺陷、敏感的工作温度区间、水中溶解氧和含S杂质导致了应力腐蚀的快速发展.     

油田CO2驱注采井缓蚀剂防腐性能评价*

为应对CO₂驱油过程中油井管材腐蚀严重、管线穿孔、破损现象，为油田优选缓蚀剂刻不容缓，针对油田某CO₂驱注采井不同注采周期分析其井筒温度压力场，通过对现场使用的缓蚀剂A，开展缓蚀剂的室内评价，预测全井段管柱腐蚀速率，计算油管柱剩余强度和油管柱安全系数，评价该井不同工况条件下的腐蚀失效周期，综合评价缓蚀剂防腐效果。结果表明:添加缓蚀剂后，油管安全生产周期明显延长，腐蚀速率控制在工程设计允值之内，该方法能有效评价缓蚀剂的应用效果，为现场缓蚀剂选择及管柱强度安全校核提供思路。     

Modelling of pitting corrosion in marine and offshore steel structures – A technical review

Corrosion is a major cause of structural deterioration in marine and offshore structures. It affects the life of process equipment and pipelines, and can result in structural failure, leakage, product loss, environmental pollution and the loss of life. Pitting corrosion is regarded as one of the most hazardous forms of corrosion for marine and offshore structures. The total loss of the structure might be very small, but local rate of attack can be very large and can lead to early catastrophic failure. Pitting corrosion is a localized accelerated dissolution of metal that occurs as a result of a breakdown in the protective passive film on the metal surface. It has been studied for many years; however, the structural failure due to pit characteristics is still not fully understood. Accurate pit depth measurements, precise strength assessment techniques, risk analysis due to pitting, and the mathematical relationship of the environmental factors that causes pitting failure are also factors, which need further understanding. Hence this paper focuses on these issues. It reviews and analyses the current understanding of the pitting corrosion mechanism and investigates all possible factors that can cause pitting corrosion. Furthermore, different techniques employed by scientists and researchers to identify and model the pitting corrosion are also reviewed and analysed. Future work should involve an in-depth scientific study of the corrosion mechanism and an engineering predictive model is recommended in order to assess failure, and thereby attempt to increase the remaining life of offshore assets.     

多因素耦合作用下建筑火灾后加固施工过程风险性评估

为降低火灾后建筑结构加固施工过程中事故的发生率,保障加固施工作业过程的 安全,针对我国建筑火灾后加固施工项目的特点,构建了多因素耦合作用下的基于熵权 -未确知测度理论的建筑火灾后加固施工过程风险性评估模型,并将模型应用于五个工 程实例中,取得了良好的效果。研究结果表明,该模型是熵权理论、未确知测度理论的 的有机结合,为定量研究建筑火灾后加固施工过程安全风险,并有效的控制安全风险, 确保施工安全提供了新的思路。     

基于光电子能谱的高含水输油管道内壁腐蚀减薄试验分析

鄂尔多斯盆地高含水输油管道内壁腐蚀减薄现象普遍,腐蚀穿孔频次逐年上升,管道安全防护管理成为难题。为了识别输油管道内壁腐蚀减薄原因,作者在分析含水率、地层水水型、溶解氧对管道内腐蚀影响的基础上选择特征试验管段,基于X射线光电子能谱技术开展管道内壁厚度变化、金相组织、腐蚀产物特性、边缘腐蚀状态研究。结果表明:高含水输油管道内壁腐蚀减薄类型为Cl+O2+H2O环境下的垢下腐蚀,以溶解氧（O2）腐蚀为主,氯离子（Cl－）腐蚀为辅;内壁腐蚀减薄原因为原油含水率过高、水中氯离子含量过高、水中含有溶解氧和介质流速偏低。     

高压凝析气田气井安全控保系统设置

雅克拉气田单井具有高温、高压、高CO2腐蚀等特点,安全生产风险大。为将天然气生产控制在安全状态,预防安全环保伤害事故发生,必须对各种风险加以控制。分析了影响雅克拉气田安全生产的主要风险,提出消减风险的安全控制保障系统三级控制模式,论述了系统结构及各子系统技术原理,阐述了系统消减风险的方法和手段,对系统的新颖功能、特性、优点进行了总结。