荷載作用下混凝土碳化與氯鹽侵蝕相互影響試驗研究.pdf

1、碳化與氯鹽侵蝕是導致鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)服役性能劣化的重要原因，荷載作用及碳化作用對氯離子的侵蝕有顯著影響。研究碳化對混凝土的影響，以及荷載、碳化和氯鹽侵蝕三者之間影響關系，對準確預測鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)的服役壽命具有十分重要的意義。該論文以此為主線，重點研究了碳化對混凝土的影響，荷載對混凝土碳化的影響，碳化對氯鹽的影響以及荷載對氯鹽侵蝕的影響等相互作用機理與相關試驗。主要研究工作如下：
　　 (1)設計了一種混凝土碳化深度的較精確的測量方

2、法，提出了碳化后CaCO3隨深度變化的關系。同時，通過試驗揭示碳化對混凝土的微觀結(jié)構(gòu)影響，對研究混凝土碳化提供了一定經(jīng)驗和試驗成果。
　　 (2)通過試驗得到拉應變和碳化的變化關系，將不同應變下的碳化試驗結(jié)果與同條件下無應力狀態(tài)下的碳化進行定量比較并擬合得到函數(shù)關系，得到混凝土隨拉應變變化的時變碳化深度計算簡式。基于開裂混凝土碳化試驗，提出碳化過程中裂縫產(chǎn)生自愈合現(xiàn)象，并提出混凝土碳化自愈合時變理論框架。利用環(huán)境掃描電子顯微鏡(

3、ESEM)和能譜分析儀(EDS)觀察并分析裂縫自愈合程度，通過試驗監(jiān)測裂縫中CaCO3的形成過程并基于碳化反應原理建立裂縫隨著碳化過程變化的數(shù)值解。基于Fick定律和擴散傳遞原理，建立了碳化作用下沿著裂縫深度方向開裂混凝土擴散系數(shù)。基于ANSYS有限元軟件和試驗驗證，分析了裂縫寬度對垂直于裂縫深度方向的碳化程度的影響及模型的適應性。
　　 (3)通過分析碳化對水分和氯離子的傳輸影響，基于碳化對混凝土毛細吸水實驗、氯離子結(jié)合能力影