分析應(yīng)力損傷對(duì)混凝土抗碳化性能的影響

1、<p>　　分析應(yīng)力損傷對(duì)混凝土抗碳化性能的影響</p><p>　　摘 要：合理應(yīng)用超聲波的波速完成混凝土自身的損傷程度波速測(cè)試，選取混凝土的碳化性能相關(guān)試驗(yàn)手段，對(duì)應(yīng)力損傷進(jìn)行研究分析。經(jīng)過(guò)對(duì)研究結(jié)果分析，應(yīng)力損傷下混凝土自身的碳化規(guī)律和基準(zhǔn)混凝土比較相似，而且混凝土的碳化深度會(huì)隨著時(shí)間的改變滿足指數(shù)形式，同時(shí)隨著損傷程度的不斷加大而變大。文章主要分析和研究了應(yīng)力損傷對(duì)混凝土抗碳化性能造成的影響。

2、</p><p>　　關(guān)鍵詞：應(yīng)力損傷；混凝土；抗碳化性能 </p><p>　　在建筑結(jié)構(gòu)運(yùn)用環(huán)境不斷惡化下，許多建筑混凝土結(jié)構(gòu)出現(xiàn)了物理以及化學(xué)腐蝕問(wèn)題，進(jìn)而導(dǎo)致混凝土在地震或是撞擊的過(guò)程中出現(xiàn)應(yīng)力損傷問(wèn)題。 </p><p>　　1 應(yīng)力損傷下混凝土抗碳化性能問(wèn)題研究現(xiàn)狀 </p><p>　　混凝土發(fā)生的碳化現(xiàn)象一般是空氣含有的二氧化

3、碳持續(xù)進(jìn)入到混凝土的內(nèi)部，同時(shí)進(jìn)行不斷擴(kuò)散，從而和混凝土中相關(guān)堿性物體出現(xiàn)化學(xué)反應(yīng)，導(dǎo)致混凝土原有的PH數(shù)值降低。因?yàn)榛炷猎瓉?lái)的堿性程度相對(duì)比較低，所以就會(huì)在一定程度上加速鋼筋表面中的鋼化膜出現(xiàn)損壞，進(jìn)而造成鋼筋發(fā)生腐蝕問(wèn)題，甚至還會(huì)造成保護(hù)層的開裂以及脫落，嚴(yán)重影響混凝土原有的承載能力。同時(shí)還會(huì)影響混凝土的耐久性。由于影響混凝土抗碳化性能的要素比較多，比如說(shuō)水灰比和二氧化碳濃度以及環(huán)境溫度等相關(guān)要素。因此，為了可以進(jìn)一步研究所有要素

4、影響下的混凝土自身抗碳化性能，國(guó)內(nèi)外大量相關(guān)學(xué)者對(duì)其進(jìn)行了大量研究。其中方?Z對(duì)各種水灰比進(jìn)行了實(shí)驗(yàn)分析，重點(diǎn)觀察其對(duì)混凝土自身抗碳化性能造成影響，獲取的實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明，混凝土自身抗碳化性能和水灰比有著一定關(guān)系，在水灰比逐漸增大下，混凝土自身具備的抗碳化性能會(huì)持續(xù)降低，若是水灰比未超過(guò)0.55，能夠基本上確?；炷磷陨淼目固蓟阅埽羰撬冶瘸^(guò)了0.65，就難以確保混凝土自身的抗碳化性能。 </p><p>　　

5、2 應(yīng)力損傷混凝土的碳化機(jī)理分析 </p><p>　　混凝土的結(jié)構(gòu)比較復(fù)雜，存在許多孔，而且在內(nèi)部會(huì)有各種孔隙和氣泡以及缺陷等問(wèn)題，而且混凝土實(shí)現(xiàn)硬化的過(guò)程中形成的水泥石相關(guān)結(jié)構(gòu)會(huì)存在液相和氣相等并非均勻的質(zhì)體。通常狀況下，在混凝土的硬化過(guò)程中大約三分之一的水泥窯轉(zhuǎn)變成為氫氧化鈣晶體或是主要以水溶液的模式遺留在混凝土自身縫隙中，對(duì)此，早階段制造的混凝土應(yīng)該呈現(xiàn)為堿性。同時(shí)，混凝土碳化主要是指大氣中的二氧化碳進(jìn)入

6、到混凝土中，和混凝土中一些物質(zhì)出現(xiàn)中和反應(yīng)。由于混凝土中抗碳化性能會(huì)受到許多要素的影響，所以應(yīng)該進(jìn)行大量試驗(yàn)洋妞，而研究結(jié)果表明混凝土本身的抗碳化性能會(huì)隨著氣體的擴(kuò)散速率不斷變換，其中氣體的擴(kuò)散速度與混凝土相關(guān)結(jié)構(gòu)的密實(shí)程度存在著一定關(guān)系。建筑工程的混凝土應(yīng)力損傷重要原因就是內(nèi)部出現(xiàn)的裂紋，然后慢慢的擴(kuò)展以及貫穿，若是應(yīng)力損傷程度比較小，混凝土的內(nèi)部存在的裂隙就相對(duì)比較少，并且早階段的混凝土內(nèi)部可以利用自身的一些碳化產(chǎn)物對(duì)裂隙進(jìn)行有效補(bǔ)

7、充，加強(qiáng)混凝土自身的密實(shí)性，這樣混凝土的抗碳化性能比較好。但是隨著混凝土應(yīng)力損傷程度持續(xù)提升，這樣內(nèi)部裂紋或是存在的缺陷就會(huì)進(jìn)一步擴(kuò)展，同時(shí)碳化產(chǎn)物也難以有效填充混凝土裂隙，導(dǎo)致混凝土的抗碳化性能降低</p><p>　　3 應(yīng)力損傷對(duì)混凝土抗碳化性能造成的影響分析 </p><p>　　3.1 原材料。本次試驗(yàn)選擇一般的硅酸鹽水泥，其中細(xì)骨料的細(xì)度模數(shù)是2.7。而粗骨料主要選擇粒徑在5.

8、0至31.5毫米的連續(xù)級(jí)配碎石灰石。另外，減水劑的減水率是21%，堆積的密度為1410kg/m3的自然河砂。 </p><p>　　3.2 預(yù)制損傷。試件在標(biāo)準(zhǔn)養(yǎng)護(hù)的28d過(guò)后，對(duì)混凝土自身立方地完成抗壓強(qiáng)度有效測(cè)定，獲取的結(jié)果是42.1MPa。選擇細(xì)砂紙對(duì)棱柱體試件中所有的棱角進(jìn)行打磨，從而避免試件在加載過(guò)程中產(chǎn)生應(yīng)力集中問(wèn)題，而在打磨過(guò)后，要選擇3塊當(dāng)作基準(zhǔn)組的試件，并且記錄為D0，然后在另外選擇3塊試件對(duì)軸

9、心具備的抗壓強(qiáng)度進(jìn)行檢測(cè)，獲取的壓力數(shù)值是33.7MPa。另外，在預(yù)制應(yīng)力損傷試件必須要在加載之前，選擇非金屬超聲波設(shè)備萬(wàn)冊(cè)很難過(guò)混凝土自身破蘇的初始數(shù)值測(cè)定，所進(jìn)行測(cè)量的距離是400毫米，所有的混凝土試件都要采樣3次，并且以算術(shù)平均值當(dāng)作此混凝土試件原始超聲波波速。 </p><p>　　3.3 碳化方法。本次試驗(yàn)主要依據(jù)GB/T50082-2009相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)中涉及的快速碳化試驗(yàn)方法實(shí)現(xiàn)的。首先把試件放置在二氧化

10、碳濃度在20%左右，而相對(duì)濕度要在70%左右，同時(shí)溫度在20攝氏度左右的碳化箱體中，必須在達(dá)到設(shè)計(jì)的預(yù)定齡期之后才可以取出試件。而在預(yù)定位置發(fā)生劈裂過(guò)后，選擇濃度為1%的酚酞指示劑合理滴在劈裂面上，等待混凝土并未碳化區(qū)域的顏色穩(wěn)定過(guò)后，在混凝土試件的邊緣到深色沒(méi)有碳化的區(qū)域有效讀取4處深度數(shù)值，然后通過(guò)計(jì)算求出平均值，此數(shù)值就是混凝土試件具體的碳化深度。 </p><p>　　3.4 結(jié)果分析。不同應(yīng)力損傷度對(duì)混

11、凝土造成的碳化深度變化規(guī)律如圖1所示。 </p><p>　　圖1 不同損傷度混凝土的碳化深度 </p><p>　　對(duì)圖中各種應(yīng)力損傷程度混凝土所有齡期的碳化深度數(shù)據(jù)完成大量的函數(shù)擬合，經(jīng)過(guò)對(duì)比分析發(fā)現(xiàn)，指數(shù)函數(shù)具備相對(duì)較高的擬合度，對(duì)此選擇指數(shù)函數(shù)展示應(yīng)力損傷對(duì)混凝土造成的碳化深度影響規(guī)律。綜合分析，應(yīng)力損傷對(duì)混凝土試驗(yàn)造成的碳化深度在時(shí)間變化規(guī)律下與基準(zhǔn)組相類似，而且對(duì)于一致的碳化時(shí)

12、期，混凝土自身的碳化深度會(huì)在應(yīng)力損傷增大下而增深。 </p><p><b>　　4 結(jié)語(yǔ) </b></p><p>　　以應(yīng)力損傷的力學(xué)理論作為基礎(chǔ)，運(yùn)用超聲波的波速對(duì)混凝土的應(yīng)力損傷程度D進(jìn)行定義，然后充分應(yīng)用混凝土的碳化手段，針對(duì)各種應(yīng)力損傷混凝土的碳化齡期產(chǎn)生的碳化深度完成了試驗(yàn)分析。應(yīng)力損傷混凝土碳化與基準(zhǔn)組混凝土的試件碳化規(guī)律比較相似，其中應(yīng)力損傷下混凝土

13、碳化的深度會(huì)隨著時(shí)間的改變滿足指數(shù)關(guān)系，并且混凝土自身碳化深度會(huì)在損傷程度不斷加大下而增大。另外，應(yīng)力損傷程度對(duì)混凝土造成的碳化現(xiàn)象，嚴(yán)重影響著混凝土的耐久性，如果應(yīng)力損傷程度超過(guò)了0.27，這時(shí)應(yīng)力損傷下的混凝土碳化運(yùn)用年限知識(shí)基準(zhǔn)混凝土的0.39，因此，其嚴(yán)重影響著混凝土的運(yùn)用年限。對(duì)此，必須要從多種角度避免混凝土出現(xiàn)碳化問(wèn)題。 </p><p><b>　　參考文獻(xiàn) </b></

14、p><p>　　[1] 蔣金洋，孫偉，金祖權(quán)，王彩輝.疲勞荷載與碳化耦合作用下結(jié)構(gòu)混凝土壽命預(yù)測(cè)[J].建筑材料學(xué)報(bào)，2010（6）：304-309. </p><p>　　[2] 宋帥奇，高丹盈，胡良明，嚴(yán)克兵.塑性混凝土強(qiáng)度和尺寸效應(yīng)的試驗(yàn)研究[J].水利水電科技進(jìn)展，2010，30（3）：32-36. </p><p>　　[3] 杜修力，張建偉，符佳，李振寶.鋼