【摘 要】
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虽然普通的镀锌钢丝在预应力结构体系有较广的运用,但依旧面临着各类腐蚀介质的侵蚀问题。其中酸雨环境的侵蚀是导致结构失效的因素之一,不但影响结构的使用寿命还制约着预应力钢丝的长久发展。因此,本文在参研项目“雾霾酸雨环境下预应力钢材腐蚀劣化机理和预测模型研究”的支持下对重庆地区酸雨环境下预应力钢丝的腐蚀规律和力学性能进行试验研究。研究内容主要是对直径为5.1mm的普通镀锌钢丝施加不同张拉控制力,分别为0
【基金项目】
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重庆市科学技术委员会项目,《雾霾酸雨环境下预应力钢材腐蚀劣化机理和预测模型研究》,项目批准编号:cstc2016jcyjA0934; 校级科技创新项目一项,《酸雨环境下预应力钢筋腐蚀机理研究》,项目编号YKICX1820615;
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虽然普通的镀锌钢丝在预应力结构体系有较广的运用,但依旧面临着各类腐蚀介质的侵蚀问题。其中酸雨环境的侵蚀是导致结构失效的因素之一,不但影响结构的使用寿命还制约着预应力钢丝的长久发展。因此,本文在参研项目“雾霾酸雨环境下预应力钢材腐蚀劣化机理和预测模型研究”的支持下对重庆地区酸雨环境下预应力钢丝的腐蚀规律和力学性能进行试验研究。研究内容主要是对直径为5.1mm的普通镀锌钢丝施加不同张拉控制力,分别为0、0.25fptk、0.50 fptk、0.75 fptk,采用人工模拟酸雨环境下的加速腐蚀试验和静力拉伸试验对处于不同应力水平下的钢丝在不同腐蚀时间(4d、8d、16d)影响下的腐蚀劣化性能进行研究分析。主要得到的研究成果与结论如下:1.系统概述了重庆地区近十几年的酸雨情况,利用加权平均法科学配制酸雨溶剂,分析了预应力钢丝的腐蚀原理,并对常见的破坏类型整理出可行的控制方法。2.成功研制出一种预应力钢丝加载装置。通过对比分析相关预应力张拉装置成功研制出一种便于张拉,可有效控制张拉应力的钢丝张拉装置,且具有刚度大、材料易得、体积小和操作简单等优势。3.对腐蚀试验结果进行整理分析,得到预应力钢丝的相关腐蚀规律。钢丝腐蚀前后呈现两个阶段,分别是初锈和锈蚀扩展;有应力的钢丝表面会产生垂直于拉应力方向的微裂纹,应力越大,微裂纹越明显,且对钢丝腐蚀有促进作用;钢丝随着腐蚀时间的增长会产生各种腐蚀坑或块斑,是影响钢丝使用寿命因素之一;将计算所得的腐蚀速率与《中国腐蚀调查报告》中的大气腐蚀监控点的基本腐蚀速率和重庆交大研究学者的数据进行对比,可以将人工加速腐蚀试验环境下的腐蚀速率与大气暴晒环境腐蚀速率进行等效。4.对钢丝腐蚀前后的力学性能进行分析,探讨预应力钢丝在不同影响因素下,腐蚀前后的力学性能变化和断口形貌等变化。得到钢丝的屈服荷载与有无应力无明显关系,甚至还会偶尔上升,但极限荷载随腐蚀时间的增大呈下降的趋势;在相同应力水平下,不同腐蚀时间的应力筋断后伸长率不同,腐蚀时间越长,其延伸率越小,极限变形能力减弱;钢丝断裂后其断口形状可归纳为三种,力学破坏处多为腐蚀劣化处。
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