荷載與環(huán)境共同作用下混凝土碳化區(qū)域分布研究.pdf

1、鋼筋銹蝕是引起鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)耐久性問題的重要因素，對于一般大氣環(huán)境，碳化是造成鋼筋銹蝕的最主要原因之一。碳化不僅會使混凝土堿性降低，造成鋼筋脫鈍銹蝕，而且會造成混凝土中氯離子、硫酸鹽離子等發(fā)生遷移與濃縮，造成鋼筋銹蝕加劇。國內(nèi)外學(xué)者基于酚酞測試方法提出了各種混凝土碳化預(yù)測模型。但自不完全碳化區(qū)概念被提出并被證實后，傳統(tǒng)方法測得的混凝土碳化深度被認為并不能準確預(yù)測混凝土的碳化壽命，研究混凝土結(jié)構(gòu)碳化區(qū)域的分布規(guī)律對混凝土剩余使用壽命評估和

2、耐久性設(shè)計變得更有重要意義。本文通過混凝土和砂漿的快速碳化試驗，以模擬孔溶液法，碳酸鹽含量測試法和傳統(tǒng)酚酞測試法三種方法，細致地研究了不同濕度和應(yīng)力條件對混凝土及砂漿試件碳化區(qū)長度的影響?；谠囼灁?shù)據(jù)分析結(jié)果，提出了砂漿及混凝土碳化深度酚酞測試值的實用預(yù)測計算模型；并根據(jù)碳酸鹽測試和模擬孔溶液測試測得的碳化深度分布曲線建立了砂漿試件的碳化區(qū)域分布模型；基于二氧化碳的傳質(zhì)理論，通過APDL編程，采用的ANSYS熱分析模塊對碳化過程進行了計

3、算機模擬仿真，并根據(jù)應(yīng)力對擴散的影響和濕度對碳化反應(yīng)速度的影響對仿真模型進行修正。
　　本研究主要內(nèi)容包括：⑴模擬孔溶液法的最佳固水比為1:20，此方法得到碳化分布區(qū)域與碳酸鹽含量測試方法相比結(jié)論一致，能反應(yīng)混凝土的碳化區(qū)域分布；⑵混凝土完全碳化區(qū)中，部分 Ca(OH)2等堿性物質(zhì)被生成的碳酸鈣包裹而沒有完全反應(yīng)，導(dǎo)致模擬孔溶液中完全碳化區(qū)pH比真實孔溶液偏高；⑶環(huán)境相對濕度與混凝土孔隙水飽和度呈現(xiàn)一定相關(guān)關(guān)系，當混凝土從飽水狀態(tài)

4、在預(yù)設(shè)相對濕度環(huán)境下達到質(zhì)量穩(wěn)定，其孔隙水飽和度數(shù)值比相對濕度數(shù)值大5％左右；⑷拉應(yīng)力小于0.6ft時，隨著拉應(yīng)力水平的增加，混凝土試件無論酚酞噴涂碳化深度還是不完全區(qū)和完全碳化區(qū)終點深度均有略微的增大，但其增加幅度不明顯；⑸濕度對碳化影響顯著，相對濕度從85%降低至55%，混凝土的碳化深度明顯升高，但降至更低濕度時，碳化速率可能發(fā)生突變，出現(xiàn)明顯減小的趨勢；⑹同參數(shù)砂漿試件和混凝土試件的酚酞測試結(jié)果基本相同，對于酚酞測試方法研究混凝土