锈蚀钢绞线的力学性能研究.pdf

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1、2０１６年第９期（总第１８６期）江西建材应用研究锈蚀钢绞线的力学性能研究■陈瑞明■重庆交通大学土木工程学院，重庆4０００74摘要：通过采用电化学快速锈蚀方法，对梁钢绞线进行锈蚀时间为３、６、９天的极限伸长率等力学指标。快速锈蚀试验。通过对其进行静力拉伸试验，分析了锈蚀后的钢绞线性２静力拉伸试验结果分析能劣化的根本原因，分析了钢绞线在不同锈蚀率条件下质量损失率、名２．１破坏形态义极限强度、名义屈服强度、名义弹性模量和极限延伸率等各力学特性图2－１为静力拉伸试验的破的变化规律，并且建立了与其对应的关系式。此钢绞线锈蚀后各力学性坏形态图

2、，钢绞线从左到右每2根能衰减模型的建立可以为预应力混凝土结构钢绞线锈蚀后性能的研究为一组，每组的锈蚀时间依次为０提供依据或参考。天、３天、６天、９天。由图片可以看关键词：钢绞线锈蚀力学性能损伤模型出，随着锈蚀时间的增加钢绞线在断裂破坏时伸长变形越小，断裂处研究表明，钢筋锈蚀是混凝土结构耐久性失效最主要的原因之［１］钢丝的截面积越大，表现出逐渐明一，对混凝土结构造成的损伤最为严重，尤其是处在山区的预应力显的脆性破坏。钢绞线破坏时最先混凝土桥梁。目前，有关专家和学者已经开展了一些关于预应力钢筋［2－５］被拉断的钢丝断面处均为锈蚀最严图

3、2－１钢绞线的破坏形态锈蚀的试验研究，也取得了一些科研成果。但是，针对无粘结预重的部位，使钢丝的截面积大大减小，在静力拉伸试验时产生应力集中应力构件钢绞线锈蚀后的力学特性方面的研究还比较少，本文开展了现象，从而钢绞线在此处发生脆性断裂。无应力钢绞线的锈蚀试验，为钢绞线锈蚀后无粘结预应力构件的正常３拉伸试验各力学性能指标的分析使用极限状态和承载能力极限状态的计算提供了理论基础。表３.１为钢绞线静力拉伸试验结果。１试验研究概况表３.１钢绞线锈蚀后静力拉伸试验结果１．１加速锈蚀试验本试验所用钢绞线为采用公称直径为１2.7mm的１８６０级

4、钢绞线，实际锈蚀率名义极限名义屈服名义弹性模极限伸长钢绞线编号（％）强度（ＭＰａ）强度（ＭＰａ）量（１０4ＭＰａ）率（％）本试验钢绞线配置锈蚀率分别为０％、３％、６％、９％各2根，拉伸试验后各力学指标取二者的平均值。在锈蚀试验开始之前，分别量取任意Ｘ０－１０１９９３１22１2０.１８4.7０Ｘ０4根待锈蚀钢绞线的准确长度ｌｉ（ｉ＝１、2、３、4）和准确质量mｉ（ｉ＝１、2、Ｘ０－2０１９８６１22１2０.2５５.１7３、4），计算出每根待锈蚀钢绞线每延米的平均质量mｉ／ｌｉ，然后取4根Ｘ３－１2.５６１６24１22０１８.2３2.

5、３１钢绞线的平均每延米的平均质量λ＝Σ（mｉ／ｌｉ）／4（ｉ＝１、2、３、4）。表Ｘ３Ｘ３－22.4９１777１22１１7.６６2.72１.１为钢绞线每延米平均质量的计算结果。表１.１每延米钢绞线质量计算Ｘ６－１５.7０１５4３１22１１7.１22.０4Ｘ６Ｘ６－24.００１６６１１22１１7.６０１.4３序号长度（ｃm）质量（ｇ）每延米质量（ｇ／ｃm）平均每延米质量（ｇ／ｃm）Ｘ９－１９.５4１３24１22０１4.５2１.５９１９９.477８.６77.８３Ｘ９Ｘ９－2５.42１4１１１22０１4.６０１.８８2１００.３7８2.

6、５８7.８０7.7６５３．１名义极限强度３１００.4５7８３.９３7.８０钢绞线的名义极限强度随着锈蚀率的增加而大大降低，但当锈蚀4９９.８7６１.３27.６３率较大时，名义极限强度相对比较离散。同时，利用Ｏｒｉｇｉn８.６数据处在锈蚀过程中，随着锈蚀时间的不断增长，氯化钠溶液表面会有黄理软件拟合出钢绞线的名义极限强度m与锈蚀率Ｓ的关系表达式，拟合效果较好，如下式所示：色和红色的锈蚀产物生成，同时伴随着溶液的颜色逐渐变成黑色，室温22下将其晾干３天，使其钢丝中间的水分充分蒸发。然后用电子称称量ｆｍ＝１９９０－５８．８Ｓ＋０．９６

7、Ｓ（Ｒ＝０．９９）（３.１）′３．２名义屈服强度出酸洗后的每一根钢绞线的精确质量mｉ，用卷尺量取每一根钢绞线的随着锈蚀率的增加，名义屈服强度并没有明显的下降趋势。出现精确长度ｌｉ，得出每根钢绞线锈蚀之前的质量mｉ＝λ×ｌｉ。把每一根钢这种情况的原因是因为本文所开展的试验钢绞线最大的锈蚀率对钢绞绞线标号并计算出其对应的质量损失率。则钢绞线的实际质量损失率线产生的损伤对钢绞线的屈服强度没有造成显著的影响而仅仅较大程可以表示为：度的降低了钢绞线的名义极限强度。当然，如果实验继续进行较大锈ｍｉ－ｍ′ｉλ．ｌｉ－ｍ′ｉη＝×１００％＝×１０

8、０％（１.１）蚀率试验的时候，钢绞线的名义屈服强度以及钢绞线的名义极限强度ｍｉλ．ｌｉ势必都会有明显大幅度的降低。因此，本文在以后计算过程中都一致１．２锈蚀后钢绞线的力学性能试验认为各锈蚀率条件下的无应力钢绞线屈服强度ｑ均不变，大小等于钢绞线的静