【摘 要】
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混凝土结构在建造以及使用的过程中,存在各种因素（如外部荷载的变化、服役环境等）影响其使用性能。例如,在沿海工程结构中诸如钢筋混凝土桥梁、海洋平台、沿海大坝等之类建筑,不仅会承受静载或者重复荷载的作用,还会遭受海洋环境侵蚀作用,导致其服役寿命远低于设计使用年限。目前,国内外有关混凝土结构在重复荷载与氯盐共同作用下性能劣化及退化机理等方面的研究还比较少。鉴于此,本文在国家自然科学基金“氯盐与重复荷载共
【基金项目】
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国家自然科学基金“氯盐与重复荷载共同作用下沿海砼结构长期性能退化机理及提升技术研究（51878319）”；
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混凝土结构在建造以及使用的过程中,存在各种因素（如外部荷载的变化、服役环境等）影响其使用性能。例如,在沿海工程结构中诸如钢筋混凝土桥梁、海洋平台、沿海大坝等之类建筑,不仅会承受静载或者重复荷载的作用,还会遭受海洋环境侵蚀作用,导致其服役寿命远低于设计使用年限。目前,国内外有关混凝土结构在重复荷载与氯盐共同作用下性能劣化及退化机理等方面的研究还比较少。鉴于此,本文在国家自然科学基金“氯盐与重复荷载共同作用下沿海砼结构长期性能退化机理及提升技术研究（51878319）”的资助下,选择重复荷载和氯盐侵蚀环境共同作用下高性能混凝土（High Performance Concrete,简称HPC）结构为研究对象,分别从材料和构件两个层次,开展了HPC内部损伤评估和力学性能退化试验,配置普通钢筋的中心拉拔构件以及HPC梁构件的承载性能及耐久性能试验。主要的工作及结论如下:1、材料方面分别开展重复荷载、氯盐干湿循环以及重复荷载历史与氯盐干湿循环耦合作用下（先施加重复荷载后进行氯盐干湿循环）HPC材料的相对动弹性模量及抗压强度试验研究与对比分析。对养护好的HPC试块施加10次和30次的重复荷载（应力水平为0.4）,而后将试块分别置于大气环境和氯盐干湿循环环境中,共计280天,最后测其相对动弹性模量以及抗压强度。试验结果表明:1)随着重复荷载次数的增大,HPC试块的相对动弹性模量先快速下降,随后下降速度变缓;此外,相应的抗压强度也有类似变化规律。2)随着氯盐干湿循环作用时间增大,HPC试块相对动弹性模量和抗压强度呈现先提升后下降的趋势。3)在重复荷载历史与氯盐干湿循环耦合作用下,相对动弹性模量和抗压强度同样呈现先上升后下降的变化趋势,且损伤程度越大的HPC试块,相对动弹性模量和抗压强度越低。2、构件方面（1）分别开展重复荷载、氯盐干湿循环以及重复荷载历史与氯盐干湿循环耦合作用下HPC与钢筋粘结性能试验研究。对中心拉拔构件侧面施加10次和30次的重复荷载（应力水平为0.4）,后将构件分别置于大气环境和氯盐干湿循环环境中,共计280天,以探究这三种损伤机制对HPC与钢筋粘结性能的影响。试验和分析结果表明:1)随着重复荷载的次数增加,HPC与钢筋的粘结性能逐渐劣化。2)在氯盐干湿循环环境下,粘结性能呈现先提升后劣化的趋势。3)在重复荷载历史与氯盐干湿循环耦合作用下,HPC与钢筋的粘结性能同样呈现先提升后劣化的趋势,且荷载造成混凝土损伤程度越大的拉拔构件,其粘结性能越差。4)与相对动弹模损伤度相比,采用抗压强度损失比评价粘结性能退化效果更好。（2）分别开展重复荷载、氯盐干湿循环以及重复荷载历史与氯盐干湿循环耦合作用下HPC梁氯离子侵入及受弯性能试验研究。对HPC梁施加10次和30次的重复荷载（荷载水平为0.4）,随后分别置于大气环境和氯盐干湿循环环境中,共计280天,以探究三种损伤机制对HPC梁长期性能的影响。试验结果表明:1)同一取粉深度下,HPC梁受压区经受弯压应力作用后,混凝土中氯离子含量要高于无弯压应力作用区域。2)当初始裂缝宽度为0.095mm时,氯离子含量急剧增多,出现突变现象。3)在完成第一次加载-卸载循环后,HPC梁残余挠度较大,随后挠度变化趋于稳定。4)随着重复荷载次数的增大,HPC梁的极限弯矩逐渐降低;在氯盐干湿循环作用下,试验梁极限弯矩增长较大;重复荷载历史与氯盐干湿循环耦合作用下HPC梁的极限弯矩呈现先增长后降低的趋势,并在氯盐干湿循环280天时,极限弯矩较参照梁降低了3.32%～4.81%。5)采用受压区混凝土抗压强度损失比评价HPC梁受弯承载力退化效果更好,并引入HPC抗压强度拟合公式,建立三种损伤机制下HPC梁受弯承载力计算模型,计算结果与实测值吻合较好。
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