荷載作用下混凝土中氯離子擴(kuò)散性能研究及壽命預(yù)測.pdf

1、在鋼筋混凝土被廣泛使用期間，由于氯鹽環(huán)境中的氯離子可以起到加速腐蝕鋼筋的作用，很多結(jié)構(gòu)物的使用壽命被縮短，這在近幾十年來引起了人們的高度重視。不過以往對混凝土中氯離子擴(kuò)散的研究多是在實(shí)驗(yàn)室展開，很少考慮實(shí)際服役條件例如荷載引起的混凝土開裂及對氯離子擴(kuò)散性的影響，即使在有限的研究中也存在著很大的矛盾。已有的研究結(jié)果常常與實(shí)際脫節(jié)，使之無法或者不能很好的應(yīng)用于工程實(shí)踐。荷載作用對混凝土中氯離子擴(kuò)散性的影響機(jī)理非常復(fù)雜，目前尚沒有準(zhǔn)確統(tǒng)一的結(jié)

2、論，只能通過試驗(yàn)來總結(jié)規(guī)律。由于以往的研究沒有建立不同荷載水平和類型與氯離子擴(kuò)散性能的量化關(guān)系，所以在預(yù)測混凝土壽命時(shí)因?yàn)椴荒軠?zhǔn)確考慮荷載作用而不夠準(zhǔn)確真實(shí)。
　　針對這些問題，本文全面研究了無荷載作用時(shí)氯離子在混凝土中的傳輸機(jī)理，并在此理論基礎(chǔ)上，結(jié)合目前研究中存在的問題，開展了荷載作用下混凝土中微裂縫及氯離子擴(kuò)散性試驗(yàn)研究，主要研究內(nèi)容和成果如下：
　　(1)對軸壓荷載作用下的混凝土進(jìn)行應(yīng)變測量，對加載后浸泡在氯離子溶液

3、中的混凝土進(jìn)行氯離子含量測定分析，研究發(fā)現(xiàn)軸壓荷載作用對混凝土損傷和微裂縫的影響不僅可以從各個力學(xué)性能指標(biāo)上得到體現(xiàn)，還可以利用微裂縫引起的體積應(yīng)變無損傷估算方法將微裂縫的發(fā)展程度量化，并且這種方法不受混凝土試塊尺寸類型和應(yīng)變測量局部部位的限制。氯離子擴(kuò)散速度隨著剩余體積應(yīng)變的增加而提高，當(dāng)剩余體積應(yīng)變分別為50με、140με時(shí)，氯離子擴(kuò)散系數(shù)變化比值分別達(dá)到1.1和1.25倍。軸壓荷載作用后混凝土中氯離子的擴(kuò)散性與軸壓荷載水平有關(guān)。

4、另外摻加粉煤灰及適當(dāng)延長養(yǎng)護(hù)齡期都可以有效提高混凝土的抗氯離子擴(kuò)散性能。
　　(2)對彎曲荷載作用下暴露在不同氯鹽環(huán)境中的兩種配合比混凝土進(jìn)行氯離子含量測定分析，研究發(fā)現(xiàn)彎曲荷載對氯離子擴(kuò)散的影響主要取決于荷載類型及水平大小。當(dāng)荷載類型為受壓時(shí)，其規(guī)律曲線為y=1-1.09 x+2.67 x2；當(dāng)荷載類型為受拉時(shí)，其規(guī)律曲線為y=1-0.11 x+2.93 x2；受拉區(qū)的氯離子擴(kuò)散系數(shù)要明顯大于受壓區(qū)。實(shí)驗(yàn)室條件與實(shí)際海洋環(huán)境條件

5、存在一定差異。摻加礦物摻合料以及減小水膠比可以使時(shí)間衰減系數(shù)變大。
　　(3)基于本文試驗(yàn)研究成果，在以往研究的基礎(chǔ)上建立荷載作用下混凝土中氯離子擴(kuò)散模型，對荷載作用下混凝土結(jié)構(gòu)的使用壽命進(jìn)行預(yù)測。通過示例驗(yàn)證了荷載作用下混凝土中氯離子擴(kuò)散模型在預(yù)測混凝土結(jié)構(gòu)使用壽命時(shí)的實(shí)用性，并說明了在預(yù)測混凝土結(jié)構(gòu)使用壽命時(shí)荷載作用因素不可以被忽視。此外，混凝土保護(hù)層厚度也是影響混凝土壽命的一個重要方面。
　　研究荷載作用下混凝土中氯離