6061-T6鋁合金的耐腐蝕性能及在鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)中的應(yīng)用研究.pdf

1、鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)在建筑結(jié)構(gòu)諸多類型中被廣泛應(yīng)用，但是在沿海地區(qū)和化工廠等惡劣環(huán)境下，混凝土中的鋼筋會被侵蝕而發(fā)生銹蝕，而鋼筋銹蝕易導(dǎo)致結(jié)構(gòu)的耐久性降低。為了解決鋼筋銹蝕的問題本文對耐腐蝕性能較好的6061-T6鋁合金在混凝土結(jié)構(gòu)中的應(yīng)用進(jìn)行研究，6061-T6鋁合金具有質(zhì)輕，比強(qiáng)度高，延性好，優(yōu)異的耐腐蝕性能和機(jī)械性能等特點(diǎn)，被廣泛應(yīng)用于軍工、民用，在建筑結(jié)構(gòu)中多用于大空間網(wǎng)架結(jié)構(gòu)體系，但是在混凝土結(jié)構(gòu)中卻鮮有應(yīng)用。本研究目的是探究鋁合金

2、筋在混凝土結(jié)構(gòu)中的應(yīng)用方法，為鋁合金筋在混凝土結(jié)構(gòu)中的應(yīng)用打下基礎(chǔ)。研究工作主要涉及以下幾個方面：
　　1、通過質(zhì)量法試驗(yàn)研究6061-T6鋁合金分別在氯鹽溶液、模擬酸雨溶液和飽和石灰水溶液中的腐蝕速率，并根據(jù)金屬耐腐蝕性分級標(biāo)準(zhǔn)評價6061-T6鋁合金的腐蝕性能。研究表明：6061-T6鋁合金在氯鹽溶液和模擬酸雨溶液中的腐蝕速率分別是0.051mm/a和0.037mm/a，但是在飽和石灰水溶液中的耐腐速率卻高達(dá)16.166mm/

3、a，說明6061-T6鋁合金在氯鹽溶液和模擬酸雨溶液中具有很好的耐腐蝕性能，而在飽和石灰水溶液中的耐腐蝕性能很差。
　　2、為了揭示6061-T6鋁合金在不同溶液中腐蝕的基本規(guī)律和腐蝕機(jī)理，本文開展了電化學(xué)實(shí)驗(yàn)研究，通過對比鋼筋、6061-T6鋁合金的極化曲線和交流阻抗譜，分析出6061-T6鋁合金在不同溶液中的腐蝕機(jī)理，并分析出鋼筋和6061-T6鋁合金在不同溶液中的腐蝕性能。分析表明：在氯鹽溶液和模擬酸雨溶液中，6061-T6

4、鋁合金的耐腐蝕性能優(yōu)于鋼筋，而在飽和石灰水溶液中，6061-T6鋁合金的耐腐蝕性能比鋼筋差。
　　3、基于6061-T6鋁合金的耐腐蝕性能好于鋼筋，為了檢驗(yàn)鋁合金筋取代鋼筋在混凝土中應(yīng)用的可行性，本文通過14組中心拉拔試件對鋁合金與混凝土的粘結(jié)性能進(jìn)行試驗(yàn)研究，其中包括6組光圓鋁合金筋混凝土拉拔試件，以及6組光圓鋼筋、2組變形鋼筋混凝土中心拉拔對比試件，拉拔試驗(yàn)對比分析了變形鋼筋、光圓鋼筋和鋁合金筋與混凝土的粘結(jié)性能，并分析鋁合金

5、筋、光圓鋼筋以及變形鋼筋粘結(jié)機(jī)理的差異，研究了光圓鋼筋中心拉拔試件的破壞特點(diǎn)，給出了鋁合金筋與混凝土粘結(jié)應(yīng)力的組成。研究表明：鋁合金的粘結(jié)強(qiáng)度僅由膠著力構(gòu)成，大小為0.21~0.56MPa，約為光圓鋼筋粘結(jié)強(qiáng)度的1/10。
　　4、鋁合金筋作為加固筋在鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)中的應(yīng)用，有鋁合金筋體外預(yù)應(yīng)力加固筋和近表面加固筋兩種應(yīng)用方法。應(yīng)用ANSYS對鋁合金筋體外預(yù)應(yīng)力加固混凝土梁的受力性能進(jìn)行研究，分析了鋁合金筋應(yīng)用于混凝土構(gòu)件體外加固

6、的基本性能。分析表明：相比體外預(yù)應(yīng)力消除應(yīng)力鋼絲加固，用同等截面面積的鋁合金筋體外預(yù)應(yīng)力加固混凝土梁對極限承載力的提高有限，但采用鋁合金筋加固后，可以改善混凝土加固梁的變形性能，提高混凝土梁的延性。通過6061-T6鋁合金筋對鋼筋混凝土梁近表面加固實(shí)驗(yàn)研究鋁合金筋作為加固筋應(yīng)用于鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)中的可行性。實(shí)驗(yàn)研究表明：加固后的鋼筋混凝土梁的承載力提高18％，并且加固后的鋼筋混凝土梁的延性也顯著提高，充分利用的鋁合金的耐腐蝕性能和良好延性