利用壓電智能骨料對混凝土結構的濕度與腐蝕監(jiān)測研究.pdf

1、混凝土結構是目前應用較廣的結構形式之一。然而隨著建筑物的老化和環(huán)境污染的加重,混凝土結構的實際服役壽命會比預期壽命有所縮短,因此混凝土結構耐久性問題越來越引起國內(nèi)外廣大研究者的關注。如何建立有效的監(jiān)測系統(tǒng),對結構進行實時在線監(jiān)測,損傷評估和壽命預測是目前結構健康監(jiān)測領域面臨的主要難題。本文利用一種新型壓電智能骨料傳感器對混凝土結構的濕度和腐蝕進行了監(jiān)測研究,并且在監(jiān)測系統(tǒng)搭建、信號處理與分析以及結構健康狀態(tài)評定等方面進行了初步探索,具體

2、工作為:
　　(1)應用壓電智能骨料傳感器對素混凝土結構進行了濕度監(jiān)測研究。制作了兩根素混凝土短柱,將壓電智能骨料傳感器預置于短柱內(nèi)部,采用一套功能完善的結構健康監(jiān)測系統(tǒng),對不同濕度條件下的混凝土柱進行主被動監(jiān)測。然后對接收信號進行數(shù)據(jù)處理,分析了混凝土內(nèi)部濕度與傳感敏感因子之間的相關性。試驗結果表明,該傳感器對混凝土內(nèi)部濕度十分敏感,隨著混凝土內(nèi)部濕度的增長,接收信號的幅值、能量以及平均功率等監(jiān)測指標均表現(xiàn)出下降趨勢,可以將這些

3、參數(shù)可以作為混凝土內(nèi)部濕度狀況的評價指標。
　　(2)應用壓電智能骨料傳感器對素混凝土結構進行了腐蝕監(jiān)測研究。制作了一批素混凝土短柱,并采用鹽霧干濕交替腐蝕模擬極端惡劣環(huán)境下混凝土結構的腐蝕狀況,通過應用前述壓電智能骨料傳感器和監(jiān)測系統(tǒng),對不同腐蝕齡期下的混凝土柱進行了主動監(jiān)測;同時對相同腐蝕齡期的短柱進行了單軸抗壓試驗,探究不同腐蝕程度下素混凝土柱的抗壓強度的變化。監(jiān)測結果表明,隨著腐蝕齡期的增長,監(jiān)測信號的幅值和能量指標均有所

4、下降;同時結合抗壓試驗結果,分析了不同腐蝕程度的素混凝土短柱的抗壓強度與監(jiān)測指標之間的相關性,對該傳感器在混凝土結構腐蝕監(jiān)測方面的應用進行了初步探索。
　　(3)應用壓電智能骨料傳感器對鋼筋混凝土結構進行了銹蝕監(jiān)測研究。制作了一批鋼筋混凝土短柱,采用恒電流通電法對柱子進行電化學加速腐蝕,并在不同銹蝕率條件下應用壓電智能骨料傳感器進行監(jiān)測。實驗結果表明,隨著鋼筋銹蝕率的增長,該傳感器的相關監(jiān)測指標均表現(xiàn)出明顯下降。同時分析了混凝土中