Page 42 - 理化检验-物理分册2023年第九期
P. 42
尹亚豪, 等: 预应力精轧螺纹钢筋断裂原因
集中, 说明钢筋的断裂与应力腐蚀有关。 3 结论与建议
应力腐蚀是指某种金属在应力和特定的腐蚀
条件下产生脆性断裂的现象, 应力和腐蚀环境相 钢筋近表面处的组织为回火马氏体, 对应力腐
互作用, 促进了裂纹的生成和扩展 [ 3 ] 。在钢筋混 蚀较为敏感, 且钢筋在安装后未采取有效保护措施,
凝土结构中, 混凝土呈强碱性, 钢筋表面形成一层 导致表面出现腐蚀坑。此外, 对中性不良使钢筋在
致密的钝化膜, 使钢筋处于不被腐蚀的钝化状态。 张拉后受到额外的剪切应力, 在拉应力和剪切应力
钝化膜一旦遭到破坏, 钢筋就会处于脱钝状态, 在 的共同作用下, 裂纹在钢筋螺纹根部腐蚀坑处萌生
足够水和氧气的条件下, 会发生电化学反应, 导致 并扩展, 最终导致钢筋断裂。
钢筋被腐蚀。在预应力结构的工作过程中, 预应 预应力钢筋应在安装后规定时间内及时完成张
力钢筋始终处于高应力状态, 高应力状态会提高 拉和灌浆作业, 以防止钢筋腐蚀, 且在张拉前需采取
钢筋的腐蚀活性和腐蚀速率, 并与腐蚀耦合形成 有效的防腐蚀保护措施。施工过程中应严格控制钢
应力腐蚀 [ 4 ] 。 筋的对中性。在生产制造时采取适当的工艺, 避免
结合预应力螺纹钢筋的使用情况可知, 该预张 产生应力集中。
力系统固定端钢筋提前固定在混凝土中, 待混凝土 参考文献:
达到设计强度后对其进行张拉和灌浆作业。根据现
场施工记录可知, 钢筋固定与张拉和灌浆相隔时间 [ 1 ] 张莹, 林春来, 陶然, 等. 预应力混凝土用螺纹钢筋失
大于28d , 部分甚至达到6个月。钢筋固定后在预 效分析[ J ] . 热加工工艺, 2017 , 46 ( 10 ): 259-261.
应力管道中也未对其采取保护措施, 空气中的水气 [ 2 ] 冯紫萱, 冯文博.HRB400 热轧带肋钢筋冷弯断裂原
与雨水进入预应力管道, 与氧气共同作用, 导致钢筋 因分析[ J ] . 理化检验( 物理分册), 2018 , 54 ( 11 ): 853-
表面腐蚀并形成腐蚀坑, 随着腐蚀坑的不断扩大, 相 856.
[ 3 ] 孙跃, 胡津. 金属腐蚀与控制[ M ] . 哈尔滨: 哈尔滨工
邻的腐蚀坑会相互交错形成更深、 更大的点腐蚀, 当
业大学出版社, 2003.
点腐蚀扩展到临界尺寸时, 就会转变成裂纹。张拉
[ 4 ] 朱万旭, 李明霞, 付委. 港珠澳大桥桥墩拼接用大直径
锚固后, 钢筋的对中性难以控制, 张拉端锚垫板后方
螺纹钢筋应力腐蚀断裂试验研究[ J ] . 公路, 2020 , 65
附近钢筋内部除受了拉应力外还会存在一定的剪切 ( 10 ): 112-117.
应力, 在拉应力和剪切应力的共同作用下, 钢筋螺纹 [ 5 ] 杨晓, 王真钟, 张先锋, 等.7A85铝合金承载构件断裂
根部腐蚀坑处等应力集中位置发生了应力腐蚀开 原因[ J ] . 理化检验( 物理分册), 2022 , 58 ( 10 ): 61-63.
裂 [ 5-6 ] , 腐蚀裂纹向钢筋内部扩展到一定深度, 最终 [ 6 ] 陆慧. 船用柴油机螺柱断裂原因[ J ] . 理化检验( 物理
导致钢筋断裂。 分册), 2022 , 58 ( 12 ): 55-57.
( 上接第18页)
线应该根据不同轧制工况、 现场检测设备的型号特 测中的应用[ J ] . 仪器仪表学报, 2010 , 31 ( 7 ): 1588-
点, 制定不同的管控要求。 1593.
参考文献:
[ 1 ] 周德强, 田贵云, 王海涛, 等. 脉冲涡流技术在应力检
2 6
