漳平市楼板增加设备承重能力检测鉴定服务
既有混凝土构件材料性能研究
分析既有混凝土受弯构件承载性能*应确定混凝土构件的材料性能和几何尺寸。一般情况下,
既有混凝土构件几何尺寸的变化相对较易检测和确定,
对此不做**论述。既有混凝土构件中钢筋的力学性能根据以往的工程经验和实际试验研究可知若不存在钢筋锈蚀或腐蚀问题,
则钢筋的力学性能指标将不会发生变化, 即在分析既有混凝土受弯构件承载性能时可不考虑由钢筋力学性能变化引发的相关问题。
在实际混凝土工程中由于混凝土碳化、腐蚀环境、湿热变化、雨淋作用等因素的影响,
既有混凝土构件中钢筋存在不同程度的锈蚀现象。钢筋锈蚀主要有两种不同的表现形式,
即均匀锈蚀和局部锈蚀又称为点蚀或坑蚀。当钢筋表面钝化膜大面积破坏形成大阳极、小阴极的电化学反应时,
钢筋发生均匀锈蚀。这种锈蚀类型以大气环境下碳化引起的钢筋锈蚀居多。氯离子活性大, 容易吸附在钝化膜有缺陷的地方, 如位错区或晶界区等,
使钢筋表面的
钝化膜局部破坏, 构成一个大阴极、小阳极的活代钝化电池,
钢筋因此发生坑蚀。在实际工程中均匀锈蚀和局部锈蚀对既有混凝土构件力学行为的影响不同,
局部锈蚀对既有混凝土构件性能的危害*大。由于钢筋材料及外形的差别,
严格按均匀锈蚀和局部锈蚀分别计算锈蚀钢筋剩余截面是非常困难的。当钢筋发生均匀锈蚀时, 钢筋截面锈蚀率与重量损失率是一致的,
由于测量锈蚀后螺纹钢筋的直径非常困难, 且暂时还未见统一的标准, 故此, 通常用钢筋总体锈蚀率重量损失率W来计算锈蚀钢筋的剩余截面面积。
钢筋保护层厚度检测
一、钢筋保护层厚度的检测，可采用非破损或用局部破损方法，也可采用非破损方法并用局部破损方法进行校准。
二、钢筋保护层厚度的抽检数量应符合下列规定：
1无地下室的地基与基础分部工程的钢筋保护层厚度，承台或地梁构件应抽检各自构件总数的2%且不少于5个；
2有地下室的地基与基础分部工程的钢筋保护层厚度，梁和板构件每层均应抽检各自构件总数的2%且不少于5个，当采用无梁楼盖时，板构件每层应抽检构件总数的4%且不少于10个；
3主体结构分部工程的钢筋保护层厚度，抽检的楼层数不少于总楼层数的1/3，每一抽检楼层的梁和板构件抽检的数量均不应少于所抽检楼层各自构件总数的2％且不少于5个，当采用无梁楼盖时，板构件每抽检层应抽检构件总数的4%且不少于10个；
4对选定的梁构件，应对影响结构构件承载力的全部纵向钢筋的保护层厚度进行检测，对每根钢筋，应在有代表性的部位测量1点；
5对选定的板构件，可对板底、板面进行检测，其中板面负筋所占比例不少于50%，抽取不少于1米范围且不少于6根受力钢筋的保护层厚度进行检测。对每根钢筋，应在有代表性的部位测量1点；
6对于非住宅工程单体建筑面积小于等于300 m2的，在建设各方责任主体对该单体工程自检合格的前提下，其钢筋保护层厚度可不实施委托检测。
混凝土中的钢筋锈蚀是影响混凝土耐久性的较主要因素,钢筋锈蚀对混凝土影响主要表现为:锈蚀引起钢筋截面减小、锈蚀物膨胀引起顺筋裂缝、保护层剥落。这两种影响都会降低钢筋与混凝土的粘接协调工作,从而降低混凝土结构构件的承载力。
3.1、钢筋锈蚀的计算模型
钢筋的锈蚀是通过电化学机理进行的,通过反复的试验研究,国内外学者得出,影响钢筋锈蚀的主要因素可归纳为混凝土的状态及环境状态二因素。其中混凝土状态可描述为混凝土密实性、混凝土的液相pH
值、保护层厚度;环境状态可描述为混凝土所处环境的温度、湿度及氯离子的含量。钢筋的锈蚀发展程度在锈蚀引起钢筋混凝土保护层开裂前后是不同的,开裂前的发展通常较缓慢,而开裂后则发展较快,所以国内外学者普遍认为应把钢筋锈蚀分为混凝土保护层开裂前和开裂后两种计算模型。钢筋的锈蚀程度用钢筋锈蚀率ρ表示,国内有学者指出模型为下面两种 :
1) 混凝土保护层开裂前钢筋锈蚀率为:
ρ′前=WtW0=2135 PRH D0RK2CW0R2 - ( R + C - KC t ) 2 -( R + C - KC t ) arccosR + C - KC tR(15)
修正后的模型为:
ρ( t) = kρ′前=ρ1ρ′前( t0 )ρ′前(16)
式中,W0 为单位长度的钢筋重量;ρ1 为实测钢筋锈蚀率;
PRH为修正系数; D0 为氧气扩散系数; R 为钢筋原直径; C 为混凝土保护层厚度; Kc 为混凝土的碳化系数。
2) 混凝土保护层开裂后钢筋锈蚀率为:
ρ′后=WtrW0=Wcr + 11173 PRH D0 ( t - tcr )W0(17)
式中,Wcr为混凝土保护层开裂钢筋锈蚀率。修正后的模型为:
ρ( t) = kρ′后=ρ1ρ′后( t0 )ρ′后(18)
3.2、极限状态方程及度计算
钢筋锈蚀导致截面减小,粘结力降低,承载力下降及影响美观、适用,严重时会出现钢筋锈断现象,但作为耐久性考
虑的钢筋锈蚀问题主要通过钢筋锈蚀率来反映钢筋的锈蚀程度,因而我们采用“容许锈蚀率”这一概念,即钢筋锈蚀引起保护层开裂和粘结力都达到极限状态时的锈蚀率。在具体确定钢筋的容许锈蚀率时要经过实际试验综合分析构件承载力极限状态和正常使用极限状态两种情况。把钢筋锈蚀达到“容许锈蚀率”这一状态作为钢筋锈蚀的极限状态,因而钢筋锈蚀的极限状态方程可表示为:
z = [ρ] - ρ( t) (19)
式中,[ρ]为容许钢筋锈蚀率。
t0 时刻度计算
假设t0 时刻钢筋锈蚀率实测值服从正态分布,极限状态方程表示为:
z0 = [ρ] - ρ1 (20)
较终可求得t0 时刻的度指标为:
β0 =μz0σz0=[ρ] - μρ1σρ1(21)