混凝土中鋼筋銹蝕應力應變場分析.pdf

1、鋼筋混凝土是當今世界使用最廣泛的工程材料?；炷烈蚋稍锘蜃允湛s產(chǎn)生裂縫將導致海水、鹽霧及除冰鹽中氯離子快速滲透到混凝土內部，并導致鋼筋銹蝕，這是海洋鋼筋混凝土結構失效的重要因素。本文針對混凝土收縮和鋼筋銹蝕兩大問題，采用高吸水樹脂(SAP)作為內養(yǎng)護材料，并研究SAP對混凝土基本性能的影響;采用恒電位加速腐蝕、電化學測試、數(shù)字圖像相關技術以及鋼筋銹蝕應變測試等研究手段，系統(tǒng)研究了鋼筋混凝土在電加速銹蝕下的腐蝕損傷行為、銹脹力發(fā)展以及混凝

2、土表面時變應變場演變規(guī)律。研究主要結論如下:
　　(1)通過對混凝土摻加不同摻量的SAP，研究了SAP對其基本性能的影響。結果表明:SAP導致混凝土早期抗壓強度有較大的損失，并且SAP摻量越大，混凝土強度損失越大，但SAP有助于混凝土后期強度的發(fā)展;SAP能夠顯著減小混凝土的干燥收縮，但是過多的SAP反而會起到反作用;SAP降低了混凝土的抗?jié)B性能，但有助于提高混凝土的彈性模量;通過XRD衍射圖譜分析發(fā)現(xiàn)摻加SAP后水化產(chǎn)物沒有發(fā)生

3、變化，利用差熱/熱重（DTA/TG）分析得出SAP對混凝土前期水化影響不大，主要是促進混凝土后期水化。
　　(2)采用自主研發(fā)的電加速外滲試驗裝置，對5類鋼筋混凝土進行恒電位加速銹蝕試驗，研究鋼筋的銹蝕行為及混凝土表面裂縫擴展規(guī)律。結果表明:研發(fā)的電加速裝置能夠實現(xiàn)鋼筋的不均勻銹蝕，更加貼近實際;通過對電加速的混凝土試件進行電化學測試發(fā)現(xiàn)，粉煤灰和礦粉的摻入減緩了混凝土中鋼筋的銹蝕速率，而SAP的引入加快了鋼筋銹蝕，并且隨著SAP

4、摻量增加，負作用越大;通過對電加速過程中混凝土表面裂縫的實時監(jiān)測發(fā)現(xiàn)混凝土表面裂縫的開展與通電時間符合二次函數(shù)變化關系;鋼筋混凝土試件在電加速腐蝕下鋼筋產(chǎn)生的銹斑相對于實海暴露下鋼筋銹蝕產(chǎn)生的銹斑要更加致密，氧元素含量明顯偏低。
　　(3)通過對鋼筋銹蝕過程中鋼筋內部應變監(jiān)測，可以實現(xiàn)對鋼筋銹蝕發(fā)展情況的實時表征，并且通過其應變值大小判斷混凝土裂縫出現(xiàn)的時間及位置。
　　(4)自主開發(fā)鋼筋銹蝕圓環(huán)應力應變測試裝置，基于實驗發(fā)

5、現(xiàn)，腐蝕溶液對鋼筋銹蝕速度大小的影響為內摻海水＞內摻1％NaCl+5％Na2SO4復合溶液＞內摻5％Na2SO4溶液;SAP摻量越大鋼筋銹蝕速度越快。通過監(jiān)測圓環(huán)的應力發(fā)展可以得出，內摻氯鹽的混凝土試件膨脹應力的發(fā)展要快于內摻硫酸鹽的試件，鋼筋直徑越大膨脹應力發(fā)展越快，砂漿孔隙率越大，其膨脹應力發(fā)展越慢。
　　(5)采用DIC技術可以實現(xiàn)對混凝土表面任一點應變的全程采集，通過表面相對變形云圖，可以直接觀察到由于鋼筋銹蝕導致的混凝土