论文摘要
钢筋混凝土结构是否具有足够的耐久性是它能否在设计寿命内承受规定荷载、满足使用功能的重要前提。而钢筋锈蚀是混凝土耐久性降低、结构遭到破坏的主要因素。本文采用压电陶瓷片作为驱动元件，采用应力波主动探测方法，对裸钢筋加速腐蚀前后的信号进行比较，监测钢筋发生氯离子侵蚀引起的面上腐蚀和点腐蚀。完成了如下几部分工作。（1）对钢筋锈蚀的危害和防治以及使用健康监测系统检测该劣化现象的文献进行综述。在比较各种监测方法的优缺点、确定使用压电陶瓷作为监测传感器和驱动器作为研究的技术方向。（2）以各向同性杆中弹性导波为理论背景，推导钢筋中单一频率窄带脉冲波的所满足的频率-波数方程。据此确定拟采用的驱动信号的中心频率。分析压电陶瓷片粘贴在钢筋上作为驱动器和传感器的工作原理，认为粘贴于钢筋表面的压电陶瓷片驱动器可以激起纵向波和弯曲波两种导波。（3）在一根四米长光圆钢筋上粘贴三个压电陶瓷片。进行三种不同工况的应力波激发-接收实验。测定两种模态导波的传播速度，根据边界条件确定应力波传播路径。（4）采用电化学加速腐蚀方法对两根钢筋进行氯离子侵蚀。均匀间隔时间使用应力波激发-接受方法测定导波在钢筋中传播信号。根据接收信号的变化，可判断钢筋面上腐蚀的加深和点腐蚀蚀坑位置。本论文表明使用应力波主动检测方法能够确定氯离子引起的钢筋全面锈蚀的程度，点锈蚀的位置和深度变化。