凍融環(huán)境對鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)耐久性的影響.pdf

1、鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)是目前我國以及世界上各個國家基礎(chǔ)建設(shè)中應(yīng)用最廣泛的結(jié)構(gòu)形式,其耐久性問題正逐漸得到各個國家的重視。而對于我國三北地區(qū)以及世界上其他寒冷地區(qū),凍融循環(huán)又是影響到鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)耐久性的最主要的因素。因此,凍融環(huán)境下鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)的耐久性研究是鋼筋混凝土耐久性研究中非常重要的一部分內(nèi)容。本文從凍融環(huán)境對鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)耐久性的直接影響和間接影響這兩方面展開研究,進行了如下工作:
　　一、凍融循環(huán)對鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)耐久性的直接影

2、響,考慮的是凍融循環(huán)對混凝土的直接凍害。本文通過機理分析,結(jié)合實際凍融環(huán)境下混凝土一般承受壓力的情況,通過自制外壓力設(shè)備,針對外壓力作用下混凝土試塊的抗凍性能及強度衰減規(guī)律進行了試驗研究,并深入討論了外壓力、水灰比及引氣劑對試驗結(jié)果的影響機制。基于試驗結(jié)果和機理分析,本文最終提出了凍融環(huán)境下,受外壓力混凝土的抗壓強度退化模型,并結(jié)合其他研究人員的實驗室試驗數(shù)據(jù)以及現(xiàn)場檢測結(jié)果,對本文模型進行了驗證。
　　二、凍融循環(huán)對鋼筋混凝土結(jié)

3、構(gòu)耐久性的間接影響,考慮的是凍融循環(huán)對鋼筋混凝土其他耐久性問題的影響。本文主要著眼于氯離子引起的鋼筋銹蝕問題,其中一個非常重要的問題就是氯離子的入侵混凝土問題。本文從凍融環(huán)境下氯離子入侵混凝土的機理分析入手,設(shè)計實施了凍融環(huán)境下的氯離子自然浸泡擴散試驗,并深入討論了凍融循環(huán)、水灰比、粉煤灰及引氣劑對試驗結(jié)果的影響機制。結(jié)合試驗結(jié)果得到了凍融環(huán)境下氯離子有效擴散系數(shù)的時變模型,并在此基礎(chǔ)上最終提出了在凍融環(huán)境下的氯離子入侵混凝土模型;最后

4、,結(jié)合其他研究人員的實驗室試驗數(shù)據(jù)以及現(xiàn)場檢測結(jié)果,對本文模型進行了驗證。
　　三、凍融循環(huán)對氯離子引起的鋼筋銹蝕影響研究中,另一個非常重要的問題就是鋼筋銹蝕的臨界氯離子濃度問題。本文從鋼筋腐蝕的電化學(xué)腐蝕原理研究入手,明確了:在混凝土這樣的特定環(huán)境中,氯離子入侵導(dǎo)致鋼筋脫鈍的本質(zhì)原因是,鋼筋的腐蝕電位超過了鋼筋的點蝕電位。并在此基礎(chǔ)上,設(shè)計實施了凍融環(huán)境下以恒電位控制、宏電流測量判斷鋼筋脫鈍的臨界氯離子濃度試驗。結(jié)合試驗結(jié)果,本

5、文討論了凍融循環(huán)、點蝕電位、水灰比以及引氣劑對臨界氯離子濃度的影響。根據(jù)本文低溫下的試驗結(jié)果和以往常溫和髙溫下的研究結(jié)果,得到了低中髙全范圍溫度與臨界氯離子濃度的關(guān)系,并在此基礎(chǔ)上討論了凍融環(huán)境對鋼筋脫鈍的整體影響。
　　在以上研究過程中,充分發(fā)揮了試驗在宏觀現(xiàn)象與細(xì)觀機理之間的橋梁作用,有效地解決了研究中的難點問題。并且,對文章中提出的各計算模型都進行了從現(xiàn)場檢測到實驗室快速試驗的驗證,確定了模型的可靠性和在實際工程中的適用性。