论文部分内容阅读
钢筋混凝土结构是土木工程中常见的结构形式,广泛应用于跨海桥梁、房屋建筑、港口等工程中。而海洋环境下的混凝土结构工程,受到氯盐侵蚀后,混凝土材料会受到损伤,材料受到损伤会导致结构性能劣化,而结构性能劣化对其安全性、可靠性、适用性会造成影响,从而缩短了混凝土结构的寿命,达不到人们所预期的结果,造成了巨大的经济损失,而严重的耐久性损伤使得后期的维修变得非常困难甚至不可能。另外之前人们是按照完好的钢筋混凝土结构性能来设计使用年限,但是在实际工程中,对于受到氯盐侵蚀的钢筋混凝土结构而言,并不能达到设计使用年限,所以有必要对氯盐侵蚀和锈蚀损伤混凝土材料的性能进行研究。因此本文结合国家自然科学基金项目《海洋环境下耐蚀钢筋与普通钢筋混凝土柱服役性能演变规律及差异研究》(编号:51678513),对损伤混凝土的抗压强度、应力应变全曲线、弹性模量、泊松比和氯离子的渗透规律进行了研究,主要工作如下:(1)分别开展了锈蚀损伤和氯盐侵蚀损伤混凝土立方体抗压强度研究。对锈蚀损伤混凝土立方体试件,采用“恒电流—干湿循环”的加速锈蚀方法,通过抗压强度试验,分析了锈蚀损伤立方体抗压强度与锈蚀率、平均裂缝宽度和最大裂缝宽度之间的关系。研究结果表明:锈蚀损伤混凝土抗压强度随着钢筋锈蚀率的增大而逐渐减小;锈蚀损伤混凝土抗压强度随着平均裂缝宽度和最大裂缝宽度的增加而逐渐减小,基本呈线性关系;对于氯盐侵蚀损伤混凝土立方体试件,通过干湿循环的试验方法,分析了混凝土抗压强度与干湿循环时间的关系。结果表明:氯盐干湿循环损伤混凝土试件的抗压强度随着干湿循环时间的增长呈先上升后下降的趋势。(2)通过对锈蚀损伤棱柱体进行应力应变全曲线试验、弹性模量试验和泊松比试验,分析了混凝土弹性模量随锈蚀时间的变化规律,锈蚀损伤状态下棱柱体的抗压强度和泊松比与平均裂缝宽度之间的关系,对锈胀裂缝的开展情况进行了研究。结果表明:应力应变全曲线上升段,随着锈蚀率的增大曲线的斜率逐渐减小;在下降段未锈蚀试件的曲线较陡而锈蚀试件下降段曲线相对较缓;锈蚀损伤混凝土试件的弹性模量随锈蚀时间的增大基本呈下降趋势;锈蚀损伤混凝土试件的泊松比随着平均锈胀裂缝宽度的变大基本呈递减趋势;锈胀裂缝在钢筋锈蚀率达到3%时,混凝土保护层主要是单面开裂;在钢筋锈蚀率达到6%和9%时,钢筋锈胀引起混凝土保护层双面开裂。(3)采用干湿循环的方法,对混凝土进行单面侵蚀和双面侵蚀试验,分析在两种不同侵蚀状态下,氯离子的渗透规律。结果表明:单面侵蚀和双面侵蚀状态下,自由氯离子含量均随着侵蚀深度的增大而降低,但在相同侵蚀深度处,双面侵蚀状态下氯离子含量约为单面侵蚀时的1.21倍。