海洋環(huán)境下鋼纖維混凝土構件腐蝕后粘結性能試驗研究.pdf

1、鋼纖維混凝土(SFRC，Steel Fiber Reinforced Concrete)是一種新型復合材料，能充分發(fā)揮各組成材料的特性和相互間的性能傳遞，改善了混凝土基體的力學性能，具有韌性好、抗疲勞能力強、耐磨、分布在鋼筋的外側(cè)保護鋼筋不發(fā)生銹蝕，在任意方向均可有效限制裂縫的開裂和裂縫的擴展等優(yōu)點。裂縫會直接影響結構的耐久性，導致裂縫發(fā)生的最直接的原因就是鋼筋與混凝土粘結性能。鋼纖維混凝土與普通鋼筋混凝土的粘結有所不同，除了二者在材料

2、組成上的差異外，鋼筋的銹蝕直接破壞了鋼筋與鋼纖維混凝土的粘結，產(chǎn)生粘結滑移，其粘結滑移關系、剩余承載能力等也將因腐蝕的程度和荷載作用效應的強度發(fā)生改變。在工程結構需要的部位和構件的局部位置使用鋼纖維混凝土，具有一定的科學合理性。隨著沿海經(jīng)濟的發(fā)展，港口、碼頭、跨海大橋、海底隧道等海岸與近海結構工程日趨增多，內(nèi)陸地區(qū)的地下空間結構也發(fā)展較快。結構處于不同的腐蝕環(huán)境下，其耐久性能直接關系到結構功能的預期，在這些領域中，鋼纖維混凝土的應用具有

3、明顯的優(yōu)勢，充分發(fā)揮鋼纖維的基體增強優(yōu)勢及其防銹蝕的能力。
　　基于鋼纖維混凝土新型復合材料的良好的防銹蝕性和卓越的阻裂性，本文開展了試驗研究工作。為了得到更加直觀的研究結果，排除由于試驗模型帶來的誤差，本研究擬采用梁式粘結試件作為試驗研究的模型。在腐蝕試驗中，模擬海洋腐蝕環(huán)境，采用恒直流電源實施電化學腐蝕，盡可能與海洋環(huán)境的實際情況相吻合。在四點彎曲粘結試驗加載階段，研究試件腐蝕后在靜載作用下，不同條件（鋼纖維混凝土強度等級、鋼

4、纖維體積率、鋼筋銹蝕率、荷載加載水平）下的荷載滑移規(guī)律及荷載滑移本構關系模型等。完成的研究工作內(nèi)容如下:
　　1)鋼纖維鋼筋混凝土試驗梁模擬海洋環(huán)境的電化學腐蝕試驗研究詳細介紹了梁式粘結試件的制作、腐蝕試驗裝置的設計及運用電化學腐蝕試驗來加速鋼筋的銹蝕原理及方法;按3.5％氯離子含量的腐蝕介質(zhì)公式計算達到鋼筋理論銹蝕率時，受腐蝕試件的腐蝕電流和腐蝕時間等。模擬海洋環(huán)境下的電化學腐蝕試驗，加快鋼纖維鋼筋混凝土中鋼筋的銹蝕，為研究腐蝕

5、后試驗梁靜載作用下鋼筋和鋼纖維混凝土之間粘結滑移問題提供腐蝕條件。
　　2)鋼纖維鋼筋混凝土試驗梁靜載作用下的四點彎曲粘結試驗研究介紹了鋼纖維鋼筋混凝土試驗梁在靜力荷載作用下四點彎曲粘結試驗方法;觀察和分析試件在加載試驗過程中的試驗現(xiàn)象;根據(jù)試驗梁四點彎曲粘結試驗結果，系統(tǒng)地給出各組試驗梁在不同試驗條件下的P-S曲線，并對其進行了對比分析;借助有限元軟件，建立理想化模型，模擬試驗梁內(nèi)部鋼筋應力變化;根據(jù)本試驗P-S曲線的一般規(guī)律及