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基于电磁场原理的钢筋锈蚀监测技术研究

电磁场；传感器；钢筋锈蚀；锈蚀检测/监测

全体主题 > 土木工程结构健康监测

摘 要
钢筋锈蚀是混凝土结构耐久性最为突出的问题。这不仅会减少钢筋的有效截面面积，还会降低钢筋混凝土之间的粘结力，从而导致结构服役性能退化。钢筋锈蚀所导致混凝土锈胀开裂又会加剧混凝土结构劣化。因此，如何动态检测和监测钢筋混凝土结构中钢筋的锈蚀程度，将对结构的服役性能健康评价具有重要指导意义。本研究围绕钢筋锈蚀检测和监测开展了以下工作：
(1) 基于电磁场原理设计了一种的外置式钢筋锈蚀监测传感器。基于该传感器，研究了钢筋锈蚀率与磁感应强度监测值的相关规律，分析了基于磁介质理论的钢筋锈蚀检测机理，探索了砂浆、混凝土等保护层对磁感应强度监测值的影响。
(2)研究了钢筋锈蚀率与磁感应强度监测值的相关规律。采用COMSOL数值模拟软件确定了传感器中最佳磁感应强度监测点的位置，分析了卡口尺寸、钢筋位置、监测点位置对传感器磁感应强度监测值的影响。
(3)采用该传感器对钢筋混凝土柱中钢筋的锈蚀时变规律进行监测，测定了不同锈蚀时间均匀锈蚀和非均匀锈蚀混凝土试件的磁感应强度，结合试件破型后钢筋的真实锈蚀率，分析了检测仪测定钢筋锈蚀率的精确度。