Временной защиты от коррозии и Бонд из предварительного напряжения стали
Результаты лабораторных и натурных испытаний по расследованию производительность различных временных коррозии методы защиты напрягаемой стали представил. Показано, что особенности эмульгируемые нефтепродуктов применяются к напрягаемой стали показали наиболее оптимальным, защита от коррозии поведения. Используя этот продукт, вывода теста с длинными заливки была проведена на основе пост-семь-натянутой нити сухожилия с пластиковых трубопроводов и по сравнению со ссылкой испытания с использованием неочищенных прядей. По сравнению с необработанной нитей, напряжения сдвига связи сокращение примерно в 2,5 раза наблюдалось. Показано, что, как правило, это снижение не оказывает существенного влияния нагрузки и деформации, ответ пост-натянутой конкретных членов, и что эмульгируемые нефть не должны быть устранены до заливки сухожилий.
Ключевые слова: связь; коррозии; проток; долговечность; раствора; после натяжения; из предварительно напряженного железобетона; напрягаемой стали; испытания.
(ProQuest: ... означает формулы опускается.)
ВВЕДЕНИЕ
Одним из важнейших средств обеспечения прочности после натянутый железобетонных конструкций является эффективной многослойной защиты от напрягаемой стали, при условии, окружающими бетона, проток и grout.1 Потому что, в зависимости от процесса строительства, сухожилия остаются ungrouted в течение определенного периода времени, временной коррозии меры защиты могут быть реализованы. Как правило, временный коррозии меры защиты необходимы, если сухожилий изготавливается на строительной площадке остаются ungrouted более 6 недель или если они остаются ungrouted после того, как натянутый более 2 weeks.2 В то время как существует мало указаний на соответствующих временных коррозии методы защиты, как правило, требуется, чтобы они не вредны для предварительного напряжения стали, канал, либо связь между напрягаемой стали и grout.3
Временные коррозии методы защиты включают в себя (1) применение эмульгируемые масла для предварительного напряжения стали; (2) непрерывной накачки сухой воздух через воздуховод для снижения относительной влажности воздуха до значений, меньших 40 до 50%; и (3) создание и поддержание атмосфере инертного газа в канале использованием азота.
Эмульгирующие масла могут быть легко применять, стоят недорого, и не влияет ни стали, ни щелочных защиты, предоставляемой grout.4 Не все эмульгируемые масла предназначены для защиты от коррозии, но и защитную пленку на нефть на сталь может быть повреждена во время транспортировки и сухожилий установки. Кроме того, эмульгируемые масла изменить трибологии стали и тем самым уменьшить связь действий между сталью и раствора, что было подтверждено целым рядом вывода испытаний с использованием одной нити и wires.5-7
Оба сухого воздуха и инертных газов методом довольно сложной и дорогостоящей. Установка на строительной площадке является сложной, система может течь, и есть опасность конденсации. Ограниченности имеющихся данных испытаний показывают, что методы могут быть использованы для временной защиты от коррозии до 1 year.8-10 Недавние исследования, однако, показали, что те же качества защиты от коррозии за тот же период времени могут быть получены путем применения эмульгируемые нефти. 11
В данной работе в лабораторных и полевых испытаний на коррозию для расследования производительность различных временных коррозии методов защиты. Показано, что особенности эмульгируемые нефтепродуктов, используемых в качестве 25% водной эмульсии, показали стабильно хорошие коррозии защиту при любых условиях испытания. Используя этот продукт, связи тест на пост-семь-натянутой нити сухожилия с пластикового канала встроенного в длинном усиленный призму конкретных была проведена и по сравнению со ссылкой испытания с использованием неочищенных прядей. Показано, что по сравнению с необработанными нитей, среднее касательное связи подчеркивает были сокращены примерно в 2,5 раза. Значение этого вывода обсуждаются.
ЗНАЧЕНИЕ ИССЛЕДОВАНИЯ
Четыре типа лаборатории коррозионных испытаний с тремя эмульгируемые нефтепродуктов в три концентрации в результате выбора одного высококачественного продукта с определенной концентрации. Полевые испытания в течение зимнего семестра на 16 поперечных пост палубе натяжение сухожилий двух мостов дороге показали практическую пригодность выбранного продукта и его преимущества по сравнению с другими методами коррозионной защиты для параллельной проволоки и многожильных жил, как с сталь и пластмасса протоков. Два крупномасштабных испытаний вывода о пост-семь-натянутой нити сухожилий с большой длины и заливки при условии надежных данных для количественной оценки связей сокращение по сравнению с необработанной лечение нитей на выбранный продукт.
Коррозионных испытаний
Лабораторные тесты
Лабораторные испытания в контролируемых условиях были проведены, чтобы выбрать соответствующий коррозионно-защитное средство для последующего области и облигаций испытаний. Стальные листы с размерами 100 х 75 х 2 мм (3,94 х 2,95 х 0,08 дюйма), напрягаемой проводов 7 мм (0,28 дюйма) в диаметре, и предварительного напряжения нитей 15,7 мм (0,62 дюйма) в диаметре были использованы в качестве образцов для лабораторного tests7 в лаборатории коррозии и материалы целостности Швейцарские федеральные лаборатории по испытаниям материалов и исследований (EMPA). Образцы погружают в коррозионно-защитными средствами в течение 2 минут, а потом им дали время, чтобы высохнуть на воздухе при нормальных условиях (23 ° C [73,4 ° F], 50% относительной влажности [RH]), по крайней мере 16 часов. Коррозионно-защитные вещества включены Rust-Пан 310, Shellcool M3, а также Aseol Milem-23-31, используемые в качестве 5% и 25% водные эмульсии и концентраты (100%).
Четыре типа Испытания проводились с использованием незащищенных образцов, ссылки:
1. Конденсации влаги испытания стали plates12: стальные пластины были подвергнуты переменного климата в течение 3 дней (8 часов при 50 ° C [122 ° F] и 100% RH затем 16 часов при комнатной температуре и менее 100% относительной влажности);
2. Конденсации влаги испытания с проводами и strands13: провода и нити были подвергнуты переменного климата в течение 28 дней (8 часов при 40 ° C [104 ° F] и 100% RH затем 16 часов при комнатной температуре и менее 100% относительной влажности) ;
3. Semi-tests14 погружения в деионизованной воде: провода и нити были полу-погрузиться в деионизованной воде с доступом воздуха (21 дней при температуре 23 ° C [73,4 ° F], 50% относительной влажности), а также
4. Semi-tests14 погружения в насыщенном растворе гидроокиси кальция: провода и нити были полу-погружают в насыщенный кальция гидроксида раствор с доступом воздуха (21 дней при температуре 23 ° C [73,4 ° F], 50% RH).
После коррозионных испытаний, образцы визуальный осмотр с помощью оптического микроскопа.
Конденсации влаги испытаний стальных листов показали, что Rust-Пан 310 охраняемых стали от коррозии. Shellcool M3 и Aseol Milem-23-31 при условии умеренной защиты от коррозии. После проведения испытаний, многие пятна ржавчины, были видны на поверхности металла. Незащищенных образцов ссылки были покрыты бесчисленными пятнами ржавчины.
Конденсации влаги испытания с проводами и нитей показали, что Rust-310 Пан концентрация должна быть не менее 25%. 5% водной эмульсии не защищает сталь от коррозии.
Этот вывод был подтвержден в полу-погружения испытаний в деионизованной воде (см. рис. 1 (а)). Только Rust-310 запрещении использовать в виде концентрата и в 25% водной эмульсии защищает сталь от коррозии. Два других агентов выставлены относительно бедных или несуществующие защиты от коррозии, даже концентраты (100%).
Полу-погружения испытаний в насыщенном растворе гидроокиси кальция показали никаких признаков коррозии, ржавчины запрещении 310 и Aseol Milem-23-31 используется в качестве концентратов и мало образования ржавчины в три фазы зоны для 25% водной эмульсии, ржавчины Пан-310. Shellcool M3 и 25% водной эмульсии из Aseol Milem-23-31 не было коррозии эффект торможения для выбранного условия проведения испытания (см. рис. 1 (б)).
Из-за высокой вязкости концентрированных масла не пригодны для практического использования в качестве временного коррозионно-защитными средствами для пост-натяжение сухожилий. Поэтому, исходя из результатов лабораторных тестов, которые указали стабильно хорошие коррозии защиты от ржавчины запрещении 310 используется в качестве 25% водной эмульсии, этот продукт был выбран для дальнейших исследований облигаций.
Полевые испытания
Практические воздействия tests7 проводились Лаборатория коррозии и материалы честности в Эмпа с ноября 2000 по апрель 2001 года, используя восемь поперечных палубе после натяжения сухожилий (каждому) с моста в реку Лиммат Siggenthal и одним из двух мостов на шоссе Корсель в Швейцарии (см. рис. 2). Сухожилия были оснащены съемными якорь головы на обоих концах. Сухожилия были предварительно напряженных, слева ungrouted за 6 месяцев, а затем detensioned, удалены, и заменены новыми сухожилий.
За мостом на Siggenthal, 18 м (59 футов) в длину parallelwire сухожилий, каждая из которых состоит из 22 проводов 7 мм (0,28 дюйма) диаметра были использованы в комбинации с тремя коррозионная методы защиты, а именно:
1. Ржавчина запрещении 310 используется в качестве 25% водной эмульсии, применяемые поставщиком преднапрягающей провода, и оставили сохнуть в течение 1 дня;
2. Использование адсорбции сушилка для непрерывной накачки сухого воздуха через воздуховоды, при измерении температуры и влажности в течение всего периода испытаний и
3. Заполнение каналов с азотом поставляется из стали бутылки со сжатым азотом, насосные 2 часа каждый день.
Для каждого из трех методов, один сухожилия с гофрированной стальной трубопровод и один сухожилия с пластиковой duct15 были использованы. Кроме того, две ссылки сухожилий, один с каналом стали и другой пластиковой трубочки, содержащиеся незащищенных проводов.
За мостом на Корсель, 15 м (49 футов) в длину жилы, каждая из которых четыре 12,9 мм (0,51 дюйма) диаметр нитей семь проволоки были использованы. Нити четыре сухожилия лечили производителя сразу же после производства и перед намоткой с 25%-ный водный Rust-Пан 310 эмульсии. Другие четыре сухожилия с незащищенными нити служили в качестве справочных. Для обоих сухожилий и без эмульгируемые подготовки нефти, две гофрированные каналы стали и две пластиковые каналы были used.15
Визуальный осмотр эмульгируемые нефти лечение сухожилия после их удаления из моста на Siggenthal показали очень хорошую защиту от коррозии, независимо от протока материала (см. рис. 3 (а)). В отличие от лабораторных испытаний образцов, которые были сухими в течение нескольких дней, провода сухожилий Siggenthal мост по-прежнему покрыты масляный слой. Сушки поведение еще не полностью изучены. Лабораторные анализы показали, что это зависит не только от времени, а позиция (прокладке или повешение) стали после применения эмульгируемые нефти. С другой стороны, опыт показывает, что эмульгируемые нефти обращению стали рулоны на строительные площадки может быть влажной или сухой.
Провода сухожилий, которые были защищены методом сухого воздуха были сухими и показали лишь несколько пятна ржавчины. Пластиковые сухожилия канал выставлены несколько лучше, чем поведение сухожилия стали протока (см. рис. 3 (а)).
Провода сухожилий, которые были защищены инертного газа методом были покрыты каплями воды и показал много пятен ржавчины. Хотя проводов стали канал вел себя примерно, а также их спутники, которые были защищены методом сухого воздуха, коррозионные свойства пластиковых сухожилия канал был еще хуже, чем у незащищенных сухожилий ссылки (см. рис. 3 (а)) . Запах сероводорода было замечено, как провода были удалены из пластикового канала. Микробиологических процессов или сокращения химических реакций может быть причиной плохой коррозии защиты пластиковых сухожилия протока в сочетании с методом инертных газов.
Ссылка сухожилия были мокрые и показал много пятен ржавчины по всей длине. Очевидно, однако, пластикового канала позволяют лучше защита от коррозии, чем стальной трубопровод (см. рис. 3 (а)).
Таким образом, методом сухого воздуха в результате бедные коррозии защиты по сравнению с эмульгируемые подготовки нефти, однако, по сравнению с незащищенными сухожилий ссылка была значительной коррозии эффект защиты. Инертных газов методом было примерно столь же эффективным как метод сухой воздух сухожилия стали протоков и очень бедных из пластика сухожилия протока. Возможно, это отчасти было вызвано практическими трудностями уплотнения каналов и держать их свободного кислорода.
Все нити удалить из восьми сухожилия мост Корсель были мокрые. По аналогии с моста в Siggenthal, эмульгируемые подготовки нефти обеспечили хорошую защиту от коррозии, независимо от протока материала (см. рис. 3 (б) и 4). Ржавчина пятна произошло в основном в щели между соседними проводами прядей. Глубина коррозионного воздействия на охраняемые нитей составлял менее 50 мкм (0,002 дюйма).
BOND ИСПЫТАНИЯ
Проверка настройки и измерения
Две одинаковые и призматических железобетонных испытательные образцы были изготовлены и пост-натянут использованием центру на семь-нить жил с пластмассовой трубы, 15 один из них с берега, которые лечили производителя сразу же после производства с 25%-ный водный Rust-Пан 310 эмульсии и других с необработанными нитей (см. рис. 5 (а)). После после натяжения сухожилий залито только над частью своей длины, в результате чего длина несвязанных прилегающих к подчеркнув крепления.
После раствор был жестким, напрягаемой силу в конце подчеркнул был постепенно увеличилось от своего первоначального значения Р0 до значений Р = Р0 Это создало дополнительные сжимающих продольных деформаций Для каждого поверхности, прежде чем опубликовать натяжения (см. рис. 5 (б)). Все экстензометра чтениях были приняты два раза и составила в среднем для каждой длины.
Метод испытания соответствует вывода теста с длинными заливки. Аналогичные крупномасштабных испытаний были использованы для исследования различий в связи поведение posttensioning сухожилий с гофрированными стали и пластика ducts.16 два испытания, описанные здесь принадлежат к серии крупномасштабных испытаний, проводимых на Эмпа исследовать влияние нескольких параметры связи поведение после натяжения сухожилий, в том числе размер сухожилия и формы, канал материалов, а также погрузка смысле (погрузка и разгрузка).
Испытательные образцы
Опытные образцы были длиной 4,87 м (16 футов) и квадратного сечения с длиной стороны 280 мм (11 дюймов) (см. рис. 5 (а)). Они были отлиты в горизонтальном положении, используя бетон с максимальной суммарной диаметром 16 мм (0,63 дюйма). Во время тестирования связи, через 50 дней после заливки, конкретные цилиндра сила сжатия составляла примерно 49 МПа (7107 фунтов на квадратный дюйм).
Nonprestressed укрепления состояли из квадратных стремена, закрытый с 135 градусов крючки, и четыре продольные 14 мм (0,55 дюйма) диаметр баров углу (см. рис. 5 (а)).
Вместо того, чтобы равномерно расположенные на расстоянии 10 мм (0,39 дюйма) диаметр стремена, а для внутренней образцов, закрепление зон были оснащены 10 плотно расположенными 12 мм (0,47 дюйма) диаметр хомутов. Четыре из этих стремян были повернуты на 45 градусов. Таким образом, необходимые удержания зону крепления, как правило, обеспечивается спиральной арматуры, может быть получена из stirrups.17 минимальной бетона подкрепления равнялась 15 мм (0,59 дюйма), и все подкрепление из Тип B500B steel2 с характерным текучести (5% fractile стоимости) 500 МПа (72,5 KSI).
Каждый из семи 15,7 мм (0,62 дюйма) диаметра, семь-проводной нити, образующие сухожилия были поперечного сечения площадью 150 мм2 (0,23 in.2) и характерной прочностью на растяжение (5% fractile стоимость) 1770 МПа ( 256,7 КСИ), в результате чего характеристика прочности сухожилия 1859 кН (417,9 KIPS). Пластиковые ducts15 имел внутренний диаметр 58 мм (2,28 дюйма) и толщиной стенки 2,5 мм (0,10 дюйма). На каждом конце образцы, нити были закреплены использовании VSL типа E anchorages.15 подчеркнув крепления был оснащен резьбовым якорь голову и кольцевую гайку, чтобы сохранить силы Р = Р0 чтениях.
Первоначальный напрягаемой Р0 силы составляла 60% от характерной силы сухожилие, то есть 1115 кН (250,7 KIPS), и он был призван последовательно применить силу KIPS 104,5), что соответствует 8, 16 и 25% от характерной прочность сухожилия соответственно. Силы Р = Р0
Сухожилий и без лечения эмульгируемые нефти залито 33 и 31 дней после отливки бетона, соответственно, с помощью обычного раствора, состоящий из портландцемента типа I, 18 воды и высокой дальности водоредуцирующим примеси. Водоцементное соотношение равно 0,36 и примесью цемента соотношение составляло 0,01. Образцы залито в вертикальном положении. Из-за цемента урегулирования в раствор, несвязанных длины сухожилия увеличилось с 1235 до 1585 мм (48,6 до 62,4 дюйма) (см. рис. 5 (а)). Во время тестирования связи, раствор был куба прочность на сжатие около 55 МПа (7977 фунтов на квадратный дюйм) и модуль разрыва 9 МПа (1305 фунтов на квадратный дюйм).
Временной защиты от коррозии был применен прядь производителя путем распыления эмульсии на нити до намотки. Потому что не было достаточно времени для их высушить, нити были еще влажны, когда сухожилия были установлены. Что касается связи сокращение, по сравнению с необработанной нитей, это, возможно, представляет собой наиболее крайних условиях.
Результаты испытаний
Рисунок 6 показывает развитие среднего конкретного приращения деформации Видно, что из-за высоких без лечения эмульгируемые нефти. Она также может быть заметили, что наклон
После завершения стадии нагрузки с высоким Это вызвало изменение в связи облигационного длины сухожилия, в результате чего продольных трещин в районе экстензометра целей между х = 0 и х = 0,8 м (31,5 дюйма) образца, содержащего необработанных нитей, нет таких трещин, которые наблюдались в образца с эмульгируемые нефти обработанных нитей, с указанием меньшего поперечного расщепления сил в связи с сокращением действия облигаций.
ОБСУЖДЕНИЕ
Сушка поведение эмульгируемые масла
Связь поведение напрягаемой стали зависит от ее трибологии, то есть лучше связь поведения можно ожидать, если эмульгируемые масло сухой и восковые, а не мокрой и жирной. К сожалению, условие применяется эмульгируемые масла и его качество не может быть контролируемой еще в практических условиях. Развитие соответствующей процедуры контроля качества, в том числе метод измерения толщины слоя нефти, является весьма желательным.
Интерпретация результатов испытаний связи
Пренебрегая начальных напряжений вследствие ползучести и усадки, а также напряжения, возникающие в собственный вес испытываемого образца, игнорируя протока и швы жесткости, предполагая, бетон, укрепление и предварительного напряжения стали в линейно-упругой и упрощения фактических, трехмерная Проблема лишь на рассмотрении продольных напряжений и деформаций, связь тесты могут легко быть проанализированы.
Из рис. 7 (а), с начальным преднапрягающей силы Р0 = Ap валового сечения, воздуховодов и nonprestressed продольной арматуры, соответственно, и нс = Es / Ес модульной отношение арматурной стали и бетона. С Р0 = 1115 кН (250,7 KIPS), Дс = 2802 = 78400 мм2 (121,5 in.2), Ad = 632 616 мм2 (0,95 in.2), Es = 205 ГПа (29133 КСИ), Ес = = 36,6 ГПа (5308 KSI), получим 2 = 5,6 нс,
Рис 7 (б) показывает, напряжений и перемещений в сечении х под действием силы предварительного натяжения Р = Р0 Между бетона и предварительного напряжения сухожилия, сила связей сдвига - Объявление (нс - 1) В]. Разделив обе части этого уравнения Ес и учитывая, что ЕС [Ac - объявление (нс - 1) В] = -P/ дх) (P/
... (1)
Таким образом, в любом сечении х, силы связей сдвига на единицу длины пропорциональна наклон кривой 6; конкретные приращению деформации (1) не известно.
В то время как смещения в направлении оси х конкретных УНЦ и арматурной стали нас же есть скольжения Учитывая, что напряжение в напрягаемой стали равна (1)
... (2)
где Опять же, второй множитель в правой части уравнения. (2), коэффициент пропорциональности, которые могут быть получены для каждого in.2) является площадь поперечного сечения из предварительного напряжения стали. Принимая во внимание уравнение. (2), можно видеть, что
В принципе, уравнения. (1) и (2) может быть использована для получения экспериментально основе Скольжения Связи напряжения сдвига
Кроме того, можно начать с идеализированной 8 (). В 8 (б), линии ОА, АВ и ВС на рис. 8 () соответствуют экспоненциальной, линейной и гармонические кривые, соответственно. В и B на рис. 8 (б), экспоненциальное и гармонические кривые имеют такой же наклон, как прямой AB. Начиная с координатами A, B, и С на рис. 8 (б), характерные значения рис. 8 () может быть рассчитана, то есть
... (3)
... (4)
... (5)
... (6)
... (7)
где
... (8)
... (9)
и рь можно определить как наименьшая выпуклая оболочка прядь узел, то есть 16
... (10)
м, где это число семь-жилы на сухожилия. Заметим, что уравнение. (6) и (7) справедливы, если бы.
В качестве примера рассмотрим случай, P = 467 кН (105,0 KIPS), показанная на рис. 6 () и установить хА = 1,82 м (71,65 дюйма), кривой процесса на основе применения метода наименьших квадратов. С М = 7 и Д = 1050 мм2 (1,63 in.2), уравнение. (10) приводит к Pb = 143,3 мм (5,64 дюйма). Из уравнения. (8), один получает С (3) дает (9) приводит к
...
где Ер = 195 ГПа (28282 KSI), уравнение. (4) (7), в результате на рис. 8 (с)). Рис 8 (г) сравнивает соответствующие теоретической кривой с измеренными на рис. 6 (а).
Если бы не было уникальной 6 будет аффинной, то есть, они должны совпадать, если надлежащим смещается в направлении х. Очевидно, что это не так. Если процедура, применяемая при случае P = 467 кН (105,0 KIPS) на рис. 6 (а) были использованы для других этапов нагрузки, различных 8 (г) были переданы в отрицательном направлении оси х, чтобы соответствовать случае P = 299 кН (67,2 KIPS) и P = 150 кН (33,7 KIPS), значительное расхождение между теорией и экспериментом будут найдены. Кривых в активном длины связи на рис. 6 (б) показывают снижение склоне с ростом х, отметив, что смягчение филиал отношения 6 (), но они подтверждают, что уникальная
Таким образом, связь тестов с большой длины и заливки в результате конкретных профилей штамма производных и интегралов пропорциональной связи напряжения сдвига и промахи, соответственно. В то время как необработанных нитей ссылка показали не размягчения связи напряжения сдвига скольжения поведение было значительное смягчение для эмульгируемые нефти обработанных нитей. Уникальные связи напряжения сдвига скольжения отношения как представляется, не быть в состоянии описывать поведение связи по всей длине активированного связи для переменной вывода сил. В грубом приближении среднего сдвига связи напряжений по всей длине связи активированного как найти из испытаний с высоким 467 и 463 кН (105,0 и 104,1 KIPS), а также связи периметру Pb = 143,3 мм (5,64 дюйма). Это приводит к сдвигу среднем связи напряжений / л) для обработанных и необработанных нитей, соответственно ..
Бонд спроса
Принимая во внимание связи из-за сокращения эмульгируемые подготовки нефти, возникает вопрос о том это сокращение приемлемых на практике. Пока этот вопрос был дан отрицательный ответ, 11 и, как правило, требуется, чтобы эмульгируемые масла удаляется промывки каналов до затирки. Это представляет собой значительный недостаток в противном случае отличный способ временной коррозионной защиты. На самом деле, промывка сухожилий было доказано, что неэффективно, 19 мая оставить воду в карманы сухожилия, и это сомнительно удаление нефтепродуктов обусловлен связью спроса.
Это не легко сделать общезначимой заявления о связи спроса после натяжения сухожилий. Тем не менее, довольно легко судить о связи спрос на отдельные приложения.
В качестве примера, рассмотрим простой балки показано на рис. 9 (а). Пучка прямоугольного сечения шириной Ь 400 мм (15,7 дюйма) и глубину ч 1 м (39,4 дюйма), его Span л равна 20 м (65,6 м). Пучка предполагается усилить только один параболически драпированные сухожилия, состоящий из семи 15,7 мм (0,62 дюйма) диаметр нитей, то есть, Ар = 1050 мм2 (1,63 in.2), после натянут до 1115 кН (250,7 KIPS) после длительной потери. Для простоты, потери на трение не учитываются. Имея в середине пролета эксцентриситет 400 мм (15,7 дюйма), сухожилия производит отклонение силы 1115
Цифры 9 (б) и (с) иллюстрируют поведение пучка под действием г и дополнительные равномерно распределенной нагрузки д 6 и 15 кН / м (0,41 и 1,03 KIPS / кв.м), соответственно. Бетонные и напрягаемой стальной были предполагается линейно упругой, с модулями Ес = 36,6 ГПа (5308 КСИ) и Ер = 195 ГПа (28282 KSI), соответственно. При вычислении сечения момент кривизны отношений (приложение *), конкретные прочности не уделялось должного внимания. Навесов в две цифры соответствуют сжатых зон глубине z. Сила потока может быть признано по линии действия сжимающих напряжений и результирующая сухожилия профиля. Кривизны
Рис 9 (б) соответствует типичном поведении нагрузки службы. Существует некоторая декомпрессии бетона и увеличение сухожилия сила мала. Силу связи сдвига дТ / дх на единицу длины достигает максимума приблизительно 9,5 кН / м (0,65 KIPS / м) между х = 4 и 6 м (157,5 и 236,2 дюйма).
Рис 9 (с) соответствует ситуации перегрузки близкое банкротство пучка. Максимальное усилие, сухожилия 1542 кН (346,7 KIPS) в середине пролета равна 83% от характерной прочность сухожилия 1859 кН (417,9 KIPS). Конкретные основном распаковывается и максимальных касательных связи силу на единицу длины составляет примерно 81,6 кН / м (5,59 KIPS / м) между х = 4 и 6 м (157,5 и 236,2 дюйма). Сравнивая эту связь спроса со связью поставка около 200 кН / м (13,7 KIPS / м) при весьма неблагоприятных условиях (мокрый нитей), см. рис. 6 (а), то можно заметить, что связь проблемы вряд ли нарушить нагрузки и деформации поведения пучка даже под действием приложенной нагрузки.
Если сухожилие не было связи, то это будет напряженным и подчеркнул, равномерно по всей его длине. Предполагая, как и в первом приближении, одной вертикальной трещины в середине пролета и с учетом конкретных быть жесткой, прогиба в середине пролета по 148,6 мм (5,85 дюйма) получено для GQ = 25 кН / м (1,71 KIPS / кв.м). Вращения 148.6/10, 000 = 14,9 мрад соответствует средней штамм 14,9 изгибающий момент 1389 Тонкий анализ (Приложение B *) приводит к прогиба в середине пролета по 189,7 мм (7,5 дюйма), то есть 1,66 раза стоимости 114,0 мм (4,5 дюйма) приведены на рис. 9 (с).
Рисунок 10 сравнивает поведение нагрузки прогиба в середине пролета для полностью кабального и совершенно несвязанных случаев, начиная с предварительного напряжения (точка), более декомпрессии (точка B) и полезной нагрузки (точка C), до рассмотрел перегрузки (точка D) .
Учитывая, что момент, действующий в любом сечении члены подвергаются изгиба и сдвига может быть выражена как M = ТГВ, где DV равно плечо рычага внутренних сил и равна T растягивающей силы, а поперечная сила равна V дМ / Ах, сила связи сдвига на единицу длины может быть выражена как
... (11)
Для постоянного Д.В., дТ / дх пропорциональна V, а если нет связи, T является постоянной и Д. пропорциональна М. Вообще, о чем свидетельствует рис. 9 (б) и (с), а также рис. 10, поведение лежит между этими двумя предельными случаями и облигаций спрос может быть оценена путем применения формулы. (11).
ВЫВОДЫ
1. В лабораторных тестов, особенно эмульгируемые нефтепродуктов используется в качестве 25% водной эмульсии показали лучшие коррозии защиты (см. рис. 1). В полевых испытаний (рис. 2), этот продукт показал лучшее временное коррозии защиты, независимо от протока (сталь или пластик) и предварительного напряжения стали (проволоки или прядей) (см. рис. 3 и 4);
2. В лабораторных условиях поверхности эмульгируемые нефти обработанных сталей оказалось сухим и восковые в течение нескольких дней. В полевых условиях, они остаются мокрыми и жирной даже после 6 месяцев;
3. Разработка подходящей процедуры контроля качества для применения эмульгируемые масел весьма желательным;
4. Несмотря на не так эффективно, как эмульгируемые подготовки нефти, методом сухого воздуха все еще может быть рекомендован для временной защиты от коррозии. Инертного газа метод не может быть рекомендован, однако;
5. Выдвижной тестов с большой длины и заливки подходят для изучения связей поведение после натяжения сухожилий (см. рис. 5);
6. Нет уникальные связи напряжения сдвига скольжение отношений, как представляется, способна описать поведение связи по всей длине активированного связи для переменной вывода сил (см. рис. 6 и 8). Фактических, трехмерная связи поведение является лишь аппроксимировать одномерной модели (рис. 7) с участием уникальных связи напряжения сдвига скольжение отношений;
7. В грубом приближении среднего сдвига связи напряжений по всей длине активированного связи могут быть использованы для сравнительных испытаний, а также для практических применений. Исходя из этого, эмульгируемые нефти обработанных нитей с мокрой поверхности показали стресс связей сдвига сокращение примерно в 2,5 раза по сравнению с необработанными нитей (см. рис. 6);
8. Связь спрос может быть оценен с применением стандартных методов структурного анализа и предварительно напряженного бетона теории (Приложение). В эксплуатационные нагрузки, связь спроса, как правило, установлено, что небольшая доля облигаций поставляется эмульгируемые нефти обработанных нитей с мокрой поверхности и даже вблизи конечной нагрузки, маловероятно, что связи спрос будет превышать предложение (см. рис. 9 );
9. На основании детального анализа и пример аналогичных соображений, для других приложений, можно сделать вывод, что, как правило, из-за сокращения связи, эмульгируемые масла применяются для временной защиты от коррозии в период после натяжения стали не должны быть устранены до затирки сухожилий. Применение эмульгируемые масла, однако, не является допустимым для связанных тупик креплений, а также
10. Связь сокращение вызвано эмульгируемые масла в залито сухожилия может привести к немного мягче, чем обычно, loaddeformation ответ пост-натянутой конкретных членов в распакованном. Если будет сочтено необходимым, lowerbound оценка соответствующих жесткости могут быть получены в предположении, совершенно несвязанные поведения (см. рис. 10), после натяжения сухожилий (Приложение B).
Авторы
Финансовой поддержке со стороны швейцарских дорог федерального органа (ASTRA) с благодарностью признана.
Нотация
Ac = площадь поперечного сечения валового сечения
Объявление = площадь поперечного сечения из проток
Ар = площадь поперечного сечения из стали напрягаемой
As = площадь поперечного сечения арматурной стали
б = ширина
д \ = плечо рычага внутренних войск
Ес = модуль упругости бетона
Ер = модуль упругости стали напрягаемой
Es = модуль упругости арматурной стали
эксцентриситет е = сухожилия
G = мертвым грузом на единицу длины
глубины Н =
Ic = момент инерции сечения брутто
пролета L =
M = изгибающий момент
Mdec = декомпрессии момент
м = число семь-жилы
пр = модульной соотношение (Е / Ес)
нс = модульной соотношение (Es / ЕС)
P = преднапрягающей силы
Р0 = первоначального преднапрягающей силы
P1 = силу в несвязанных сухожилие на декомпрессии
Р2 = силу в несвязанных сухожилие в распакованном
Pb = связей по периметру (наименьшая выпуклая оболочка прядь комплекте)
д = временная нагрузка на единицу длины
q1 = жить нагрузки при декомпрессии (несвязанные системы)
q2 = живой груз в распакованном (несвязанные системы)
qdec = временная нагрузка на декомпрессии (подневольного системы)
T = результирующая внутренние растягивающие силы
ис = конкретные перемещения в направлении оси х
uc0 = конкретные перемещения в направлении оси х в связи с Р0
вверх = напрягаемой перемещения стали в направлении оси х
нам = арматурной стали перемещения в направлении оси х
V = поперечная сила
прогиб =
Wm = прогиба в середине пролета
wm0 = прогиба в середине пролета в связи с Р0
WM1 = прогиба в середине пролета при декомпрессии (несвязанные системы)
wm2 = прогиба в середине пролета в распакованном (несвязанные системы)
координат х =
г = глубина зоны сжатия
P = напрягаемой прирост силы
* Приложение доступно на сайте <a target="_blank" href="http://www.concrete.org" rel="nofollow"> www.concrete.org </ A> в формате PDF в качестве дополнения к опубликованному бумаги. Он также доступен в печатном виде в штаб-квартире ACI за дополнительную плату в размере стоимости воспроизводства плюс управляемость на момент запроса.
Ссылки
1. Fuzier, Ж.-П.; Ганц, HR и Matt П., "Прочность после Натяжение сухожилий," Рекомендации, Бюллетень 33, Международная федерация дю Beton (FIB), 2006, 71 с.
2. Швейцарское общество инженеров и архитекторов ", железобетонных конструкций", SIA 262, Цюрих, Швейцария, 2004, 90 с.
3. Федеральный департамент по охране окружающей среды, движения, энергии и связь / Федеральная администрация дорог / SBB ООО "Меры по обеспечению долгосрочного последипломного Натяжение сухожилий Мосты," Принцип № 308.322e, Берн, Швейцария, 2001, 14 с.
4. Isecke, B., и Stichel, W., "Einfluss baupraktischer Umgebungsbedingungen ауф дас Korrosionsverhalten фон Spannstaehlen фор-дем-Injizieren (Влияние экологических факторов на устойчивость к коррозии стали предварительного напряжения до бетонные)," Научно-исследовательский отчет № 87, Федеральный институт исследованиям и испытаниям материалов (BAM), Берлин, Германия, 1982, 49 с.
5. Сальседо-Руэда, E.; Schokker, AJ; Брин, JE, и Крегер, ME, "Бонд и коррозии исследований Эмульгирующие масла, используемые для защиты от коррозии в пост-напряженной сухожилия", PTI Journal, т. 1, № 3, 2004, с. 30-38.
6. Rieche Г., Делиль, J., "Erfahrungen BEI дер Pruefung фон temporaeren Korrosionsschutzmitteln fuer Spannstaehle (Опыт тестирования временной защиты от коррозии агентов для предварительного напряжения стали)," Deutscher Ausschuss fuer Stahlbeton, В. 298, Берлин, Германия, 1978 , с. 1-19.
7. Вернер, R.; Фаллер, M.; Ричнер, P.; и Matt П., "TEKORS-Temporaerer Korrosionsschutz Spanngliedern фон унд-Wirksamkeit Praxistauglichkeit (TEKORS-временной защиты от коррозии предварительного напряжения сухожилий эффективности и практической пригодности)," Научно-исследовательский Отчет № 14,01, лаборатория коррозии и материалы целостность, EMPA, Дюбендорф, Швейцария, декабрь 2004, 54 с.
8. Isecke, B.; Mietz, J.; и Шуетт К. "Temporaerer Korrosionsschutz фон Spannstaehlen в unverpressten Huellrohren (временной защиты от коррозии от предварительного напряжения стали в не-Injected Каналы)," Материалы и коррозии, V. 54, 2003, стр. . 413-418.
9. Данцер, W., и Rebhan Д., "Spannstahlkonservierung мит Stickstoff (Сохранение из предварительно напряженного Стали Использование азота)," Betonwerk Fertigteil-Technik, № 2, 1981, с. 87-90.
10. Хелмингер Э., Рал, К., "Temporaerer Korrosionsschutz фон gespannten Spannstaehlen в Spannbetonbauteilen унтер Verwendung фон Stickstoff (временной защиты от коррозии из предварительно напряженного стали в предварительно напряженного железобетона членов Использование азота)," Bauingenieur, В. 56, 1981, с. 395 -399.
11. Isecke, B.; Mahlcke, W.; Mietz, J.; и Раекерт, J., "Temporaerer Korrosionsschutz фон Spannstaehlen мит filmbildenden Mitteln (временной защиты от коррозии из сталей с предварительного напряжения пленкообразующих покрытий)," Материалы и коррозии, В. 48 , 1997, с. 613-623.
12. DIN 51386-1 ", Korrosionsschutzoele-Pr
13. DIN 50017 ", Klimate унд Ihre техническому Anwendung-Kondenswasser-Pr
14. ASTM G31-72, "Стандартные процедуры погружения Лаборатория коррозии испытания металлов", ASTM International, Запад Коншохокен, PA, 2004, с. 98-105.
15. "Строительные системы VSL 2000," <a target="_blank" href="http://www.vsl-intl.com" <rel="nofollow"> http://www.vsl-intl.com /> , 32 с.
16. Марти, П. ", Verbundverhalten фон Spanngliedern мит Kunststoff-Huellrohren (Бонд Поведение предварительного напряжения сухожилия с пластиковыми Каналы)," SP-001, Институт строительной техники, ETH, Цюрих, Швейцария, 1994, с. 143-150.
17. Роговский, DM, и Марти, П., "Детализация на период после натяжения", VSL серии Доклад № 3, VSL International Ltd, Берн, Швейцария, 1991, 49 с.
18. EN 197-1, "Цемент-Часть 1: Состав, характеристики и соответствия критериям для общего цементы", Европейский комитет по стандартизации, декабрь 2000, 26 с.
19. Дэвис, РТ, Tran, TT; Брин, JE, и Франк, KH, "Уменьшение потерь на трение в монолитных и Сегментные Сухожилия мост" Доклад исследований Нету 1264-2, Центр транспортных исследований, Бюро Engineering Research, Университет штата Техас в Остине, Austin, TX, октябрь 1993, 118 с.
Входящие в состав МСА Петра Марти является профессором строительного проектирования и заведующий кафедрой гражданского, экологического и инженерно GEOMATIC в Швейцарском федеральном технологическом институте (ETH) в Цюрихе, Швейцария. Его исследовательские интересы включают структурные бетона и кирпичной кладки.
Роберт Ullner является научным сотрудником в ETH и Швейцарские федеральные лаборатории по испытаниям материалов и исследований (EMPA), Дюбендорф, Швейцария. Его исследовательские интересы включают предварительно напряженного железобетона и связи между бетоном и арматурой.
Маркус Фаллер является заместителем лабораторией коррозии и материалы честности в Эмпа. Его исследовательские интересы включают защиты от коррозии стали напрягаемой, использование металлов в помещениях плавательных бассейнов и туннелей, а также ущерб от коррозии металлов для строительства и машиностроения.
Кристоф Czaderski является Engineer исследований и руководитель группы структурных научно-исследовательской лаборатории техники Эмпа. Его исследовательские интересы включают усиление железобетонных конструкций с применением полимеров, армированных волокном и применения сплавов с памятью формы для гражданских сооружений.
Масуд Motavalli является руководителем научно-исследовательской лаборатории структурной инженерии Эмпа и доцент Тегеранского университета, Тегеран, Иран. Его исследовательские интересы включают применение современных материалов, таких как полимерные композиты, сплавы с памятью формы и адаптивных систем зданий и сооружений, структурные после укрепления и сейсмических модернизации существующих структур.