利用壓電智能骨料對(duì)混凝土結(jié)構(gòu)的濕度與腐蝕監(jiān)測(cè)研究.pdf

1、混凝土結(jié)構(gòu)是目前應(yīng)用較廣的結(jié)構(gòu)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(jié)構(gòu)的實(shí)際服役壽命會(huì)比預(yù)期壽命有所縮短,因此混凝土結(jié)構(gòu)耐久性問(wèn)題越來(lái)越引起國(guó)內(nèi)外廣大研究者的關(guān)注。如何建立有效的監(jiān)測(cè)系統(tǒng),對(duì)結(jié)構(gòu)進(jìn)行實(shí)時(shí)在線監(jiān)測(cè),損傷評(píng)估和壽命預(yù)測(cè)是目前結(jié)構(gòu)健康監(jiān)測(cè)領(lǐng)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(duì)混凝土結(jié)構(gòu)的濕度和腐蝕進(jìn)行了監(jiān)測(cè)研究,并且在監(jiān)測(cè)系統(tǒng)搭建、信號(hào)處理與分析以及結(jié)構(gòu)健康狀態(tài)評(píng)定等方面進(jìn)行了初步探索,具體

2、工作為:
　　(1)應(yīng)用壓電智能骨料傳感器對(duì)素混凝土結(jié)構(gòu)進(jìn)行了濕度監(jiān)測(cè)研究。制作了兩根素混凝土短柱,將壓電智能骨料傳感器預(yù)置于短柱內(nèi)部,采用一套功能完善的結(jié)構(gòu)健康監(jiān)測(cè)系統(tǒng),對(duì)不同濕度條件下的混凝土柱進(jìn)行主被動(dòng)監(jiān)測(cè)。然后對(duì)接收信號(hào)進(jìn)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(guān)性。試驗(yàn)結(jié)果表明,該傳感器對(duì)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(zhǎng),接收信號(hào)的幅值、能量以及平均功率等監(jiān)測(cè)指標(biāo)均表現(xiàn)出下降趨勢(shì),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(píng)價(jià)指標(biāo)。
　　(2)應(yīng)用壓電智能骨料傳感器對(duì)素混凝土結(jié)構(gòu)進(jìn)行了腐蝕監(jiān)測(cè)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(jié)構(gòu)的腐蝕狀況,通過(guò)應(yīng)用前述壓電智能骨料傳感器和監(jiān)測(cè)系統(tǒng),對(duì)不同腐蝕齡期下的混凝土柱進(jìn)行了主動(dòng)監(jiān)測(cè);同時(shí)對(duì)相同腐蝕齡期的短柱進(jìn)行了單軸抗壓試驗(yàn),探究不同腐蝕程度下素混凝土柱的抗壓強(qiáng)度的變化。監(jiān)測(cè)結(jié)果表明,隨著腐蝕齡期的增長(zhǎng),監(jiān)測(cè)信號(hào)的幅值和能量指標(biāo)均有所

4、下降;同時(shí)結(jié)合抗壓試驗(yàn)結(jié)果,分析了不同腐蝕程度的素混凝土短柱的抗壓強(qiáng)度與監(jiān)測(cè)指標(biāo)之間的相關(guān)性,對(duì)該傳感器在混凝土結(jié)構(gòu)腐蝕監(jiān)測(cè)方面的應(yīng)用進(jìn)行了初步探索。
　　(3)應(yīng)用壓電智能骨料傳感器對(duì)鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)進(jìn)行了銹蝕監(jiān)測(cè)研究。制作了一批鋼筋混凝土短柱,采用恒電流通電法對(duì)柱子進(jìn)行電化學(xué)加速腐蝕,并在不同銹蝕率條件下應(yīng)用壓電智能骨料傳感器進(jìn)行監(jiān)測(cè)。實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明,隨著鋼筋銹蝕率的增長(zhǎng),該傳感器的相關(guān)監(jiān)測(cè)指標(biāo)均表現(xiàn)出明顯下降。同時(shí)分析了混凝土中