混凝土結(jié)構(gòu)銹裂損傷分析與試驗研究.pdf

1、混凝土結(jié)構(gòu)銹脹開裂是導(dǎo)致混凝土結(jié)構(gòu)耐久性失效的主要原因。銹蝕產(chǎn)物體積膨脹,導(dǎo)致混凝土保護層受拉而開裂。一旦保護層完全開裂,環(huán)境中的有害介質(zhì)將經(jīng)銹脹裂縫直接侵入混凝土內(nèi)部接觸到鋼筋,大大加速鋼筋的銹蝕,并進一步加劇裂縫的擴展,甚至導(dǎo)致保護層的剝落,嚴重影響混凝土結(jié)構(gòu)的耐久性。因此,研究鋼筋銹蝕引起的混凝土保護層開裂,對混凝土結(jié)構(gòu)的使用性能評估和剩余壽命預(yù)測有著重要的意義。本文以混凝土結(jié)構(gòu)銹裂過程為研究主線,以試驗研究和理論分析結(jié)合為研究手

2、段,對混凝土結(jié)構(gòu)銹脹開裂的全過程進行了研究,主要研究內(nèi)容如下:
　　 (1)綜合考慮了裂縫造成的混凝土保護層中不同程度的損傷、以及銹蝕產(chǎn)物力學(xué)性能的影響,利用損傷力學(xué)和彈性力學(xué)的理論建立了混凝土保護層銹脹開裂過程的計算模型。在鋼筋銹蝕初期,保護層中受力較小,沒有產(chǎn)生裂縫,此時整個混凝土保護層視為彈性的,使用彈性力學(xué)進行分析。一旦混凝土保護層出現(xiàn)內(nèi)裂,混凝土保護層就被裂縫分為兩個區(qū)域:開裂區(qū)和未開裂區(qū)。對于開裂區(qū),引入損傷變量來考

3、慮混凝土在不同半徑處的不同程度的損傷,采用損傷力學(xué)進行分析;而對于未開裂區(qū),仍然使用彈性力學(xué)分析?；诒灸Ｐ?對銹脹開裂過程中鋼筋/混凝土界面銹脹力與鋼筋銹蝕深度的變化規(guī)律進行了分析,并對相應(yīng)的影響因素進行了討論。
　　 (2)采用電化學(xué)加速銹蝕方法對圓柱形鋼筋混凝土試件進行加速銹蝕試驗,通過切片觀測的方式測定了混凝土保護層內(nèi)裂與外裂時刻的鋼筋銹蝕量,與理論分析模型進行了對比驗證。并利用掃描電鏡對鋼筋/混凝土界面處鋼筋氧化產(chǎn)物的