氯離子在彎曲開裂混凝土構件內的侵蝕作用研究.pdf

1、鋼筋混凝土結構廣泛應用于土木工程和交通工程等領域,其耐久性失效已成為研究的重點問題之一。沿海地區(qū)的混凝土結構長期處于荷載和氯鹽侵蝕的雙重作用下,難免出現各種劣化現象。裂縫的產生加劇了氯離子的侵入過程,并最終影響整個結構的耐久性。論文在國家自然科學基金“氯鹽侵蝕環(huán)境下橫向裂縫開裂參數對鋼筋銹蝕影響規(guī)律研究(50908103)”的資助下,通過試驗及軟件模擬等方法,研究了氯鹽侵蝕環(huán)境下受彎開裂混凝土構件內的氯離子侵蝕過程,主要開展了以下工作:

2、
　　 1、試驗研究。設計并制作了預制裂縫構件和受彎開裂構件各6根,經過一定時間的干濕循環(huán)浸泡后,分別運用半電池電位法和RCT(快速氯離子含量檢測法1檢測了鋼筋腐蝕電位及裂縫處的氯離子含量。試驗結果表明:氯鹽干濕循環(huán)侵蝕作用下,混凝土淺層表面存在對流擴散區(qū),其深度在15～20mm之間;裂縫加速了氯離子在混凝土內的侵入過程,并為氯離子的二維擴散提供了條件。
　　 2、提出了綜合考慮時間衰減和裂縫寬度影響的等效氯離子擴散系數

3、計算模型,并運用ADINA軟件對裂縫處氯離子的侵入過程進行了有限元模擬。結果表明:當裂縫寬度小于0.1mm時,氯離子的擴散系數增長較緩慢;當裂縫寬度處于0.1～0.3mm之間時,等效氯離子擴散系數平穩(wěn)增長;而當裂縫寬度大于0.3mm之后,其增長速度較快。裂縫間距越小,其對混凝土內氯離子侵入過程的影響越大。模擬結果反映了裂縫間距對氯離子侵入的影響,與試驗結果吻合良好。
　　 3、基于Monte Carlo法,將影響混凝土構件耐久性

4、壽命的參數作為隨機變量來處理,并引入劣化因子這一參數,運用Crystal Ball軟件對氯鹽侵蝕環(huán)境下受彎開裂混凝土構件的耐久性壽命進行了隨機模擬,得到了基于隨機概率的具有不確定性的預測結果。結果表明:氯鹽干濕侵蝕環(huán)境下的混凝土結構受彎開裂后,其耐久性壽命會逐步減小;為了確保結構的安全使用,需及時采取有效措施進行加固和維修,并建議相關規(guī)范對浪濺區(qū)和潮差區(qū)的混凝土結構裂縫寬度的最大值進行規(guī)定時,以裂縫寬度和保護層厚度的比值作為評價參數,并