混凝土結(jié)構(gòu)銹裂損傷分析與試驗(yàn)研究.pdf

1、混凝土結(jié)構(gòu)銹脹開(kāi)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(hù)層受拉而開(kāi)裂。一旦保護(hù)層完全開(kāi)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(jìn)一步加劇裂縫的擴(kuò)展,甚至導(dǎo)致保護(hù)層的剝落,嚴(yán)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(hù)層開(kāi)裂,對(duì)混凝土結(jié)構(gòu)的使用性能評(píng)估和剩余壽命預(yù)測(cè)有著重要的意義。本文以混凝土結(jié)構(gòu)銹裂過(guò)程為研究主線(xiàn),以試驗(yàn)研究和理論分析結(jié)合為研究手

2、段,對(duì)混凝土結(jié)構(gòu)銹脹開(kāi)裂的全過(guò)程進(jìn)行了研究,主要研究?jī)?nèi)容如下:
　　 (1)綜合考慮了裂縫造成的混凝土保護(hù)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(hù)層銹脹開(kāi)裂過(guò)程的計(jì)算模型。在鋼筋銹蝕初期,保護(hù)層中受力較小,沒(méi)有產(chǎn)生裂縫,此時(shí)整個(gè)混凝土保護(hù)層視為彈性的,使用彈性力學(xué)進(jìn)行分析。一旦混凝土保護(hù)層出現(xiàn)內(nèi)裂,混凝土保護(hù)層就被裂縫分為兩個(gè)區(qū)域:開(kāi)裂區(qū)和未開(kāi)裂區(qū)。對(duì)于開(kāi)裂區(qū),引入損傷變量來(lái)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(jìn)行分析;而對(duì)于未開(kāi)裂區(qū),仍然使用彈性力學(xué)分析?；诒灸Ｐ?對(duì)銹脹開(kāi)裂過(guò)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(jìn)行了分析,并對(duì)相應(yīng)的影響因素進(jìn)行了討論。
　　 (2)采用電化學(xué)加速銹蝕方法對(duì)圓柱形鋼筋混凝土試件進(jìn)行加速銹蝕試驗(yàn),通過(guò)切片觀測(cè)的方式測(cè)定了混凝土保護(hù)層內(nèi)裂與外裂時(shí)刻的鋼筋銹蝕量,與理論分析模型進(jìn)行了對(duì)比驗(yàn)證。并利用掃描電鏡對(duì)鋼筋/混凝土界面處鋼筋氧化產(chǎn)物的