機械荷載與氯鹽環(huán)境復(fù)合作用下混凝土結(jié)構(gòu)耐久性研究.pdf

1、混凝土結(jié)構(gòu)是當今建筑最常用的結(jié)構(gòu)形式，在橋梁、隧道、海港、碼頭、工業(yè)及民用建筑等方面的應(yīng)用日益廣泛。實際服役中的混凝土結(jié)構(gòu)，除了受到環(huán)境因素的影響之外，還要承受機械荷載的作用。荷載和環(huán)境的雙重或多重影響將導(dǎo)致混凝土結(jié)構(gòu)發(fā)生材料老化和結(jié)構(gòu)損傷，特別是對于氯鹽環(huán)境下的鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)，由于環(huán)境的復(fù)雜性，混凝土結(jié)構(gòu)很容易發(fā)生使用性能劣化、承載力下降以及耐久性能降低。因此，合理考慮工程結(jié)構(gòu)的服役狀態(tài)，系統(tǒng)研究機械荷載作用損傷對混凝土氯離子侵蝕的影

2、響機理，對正確指導(dǎo)混凝土結(jié)構(gòu)的耐久性設(shè)計和評估具有重要的工程意義。本論文主要開展了以下幾個方面的研究工作:
　　 (1)通過強度試驗及混凝土氯離子滲透性試驗(RCM)，分別研究了水膠比和粉煤灰摻量對混凝土強度及氯離子滲透性的影響。結(jié)果表明:同齡期情況下，混凝土強度隨水膠比增大而降低，混凝土氯離子擴散系數(shù)隨水膠比的增大而增大;隨著粉煤灰摻量的增大，前期混凝土抗壓強度總體上呈降低的趨勢，在普通混凝土中摻入適量（不高于30％）粉煤灰可

3、顯著降低氯離子擴散系數(shù)。當粉煤灰摻量過高（如50％）時，混凝土前期擴散系數(shù)遠高于普通混凝土，對混凝土抗?jié)B透性的改善起到了負面作用。
　　 (2)通過室內(nèi)氯鹽侵蝕試驗及海邊暴露試驗，對軸拉靜載作用下混凝土損傷對氯離子滲透性的影響進行了系統(tǒng)的研究。試驗結(jié)果表明，短期軸拉靜載作用后，混凝土抗氯離子侵蝕能力下降。拉應(yīng)力水平越高，氯離子侵蝕速度增加越明顯。而在持續(xù)的軸拉荷載作用下，大大降低了混凝土的抗氯離子侵蝕性。
　　 (3)通

4、過室內(nèi)氯鹽侵蝕試驗及海邊暴露試驗，對軸壓荷載作用下混凝土損傷對氯離子滲透性的影響進行了系統(tǒng)的研究。軸壓荷載作用下，混凝土抗氯離子侵蝕能力與壓應(yīng)力水平之間存在良好的對應(yīng)關(guān)系:隨壓應(yīng)力水平提高，混凝土抗氯離子侵蝕性能均表現(xiàn)出先增強后減弱的趨勢，揭示了軸壓荷載作用對混凝土微結(jié)構(gòu)變化的兩種相反機制（“壓合，，和“劈裂”）。長、短期軸壓荷載對混凝土耐久性的影響差異性較大。
　　 (4)通過選擇承受短期軸壓荷載的試件進行了多個齡期的室內(nèi)氯鹽

5、侵蝕試驗，對混凝土的自愈合能力進行了研究。試驗結(jié)果表明，在混凝土自愈合作用下，無論應(yīng)力水平多大，即損傷程度的不同，氯離子擴散系數(shù)均隨著時間的增長逐漸降低，最終將趨于平衡。其中，應(yīng)力水平為50％、65％時，自愈合幅度相差不多，但應(yīng)力水平達到75％、85％時自愈合幅度有顯著提升。即各應(yīng)力水平下混凝土損傷的愈合程度不同，應(yīng)力水平越高，損傷程度越高，自愈合的幅度也越大。
　　 (5)通過室內(nèi)及海邊氯離子侵蝕試驗，對機械荷載作用下硅烷防水

6、混凝土的耐久性機理進行了研究。分析發(fā)現(xiàn)，硅烷防水對氯離子的隔離作用是通過同時降低混凝土表面擴散系數(shù)和表面氯離子濃度實現(xiàn)的。機械荷載作用會在一定程度上影響防水混凝土的抗氯離子侵蝕能力，但總體而言，不至于嚴重影響硅烷的防護效果。與未防水的同應(yīng)力混凝土相比，防水混凝土表面氯離子濃度及擴散系數(shù)均大大降低，氯離子擴散系數(shù)的折減則是隨荷載水平而變化的函數(shù)。
　　 (6)在試驗結(jié)果的基礎(chǔ)上，對假定工程進行了氯鹽環(huán)境下混凝土結(jié)構(gòu)的耐久性壽命預(yù)測