氯離子在彎曲開(kāi)裂混凝土構(gòu)件內(nèi)的侵蝕作用研究.pdf

1、鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)廣泛應(yīng)用于土木工程和交通工程等領(lǐng)域,其耐久性失效已成為研究的重點(diǎn)問(wèn)題之一。沿海地區(qū)的混凝土結(jié)構(gòu)長(zhǎng)期處于荷載和氯鹽侵蝕的雙重作用下,難免出現(xiàn)各種劣化現(xiàn)象。裂縫的產(chǎn)生加劇了氯離子的侵入過(guò)程,并最終影響整個(gè)結(jié)構(gòu)的耐久性。論文在國(guó)家自然科學(xué)基金“氯鹽侵蝕環(huán)境下橫向裂縫開(kāi)裂參數(shù)對(duì)鋼筋銹蝕影響規(guī)律研究(50908103)”的資助下,通過(guò)試驗(yàn)及軟件模擬等方法,研究了氯鹽侵蝕環(huán)境下受彎開(kāi)裂混凝土構(gòu)件內(nèi)的氯離子侵蝕過(guò)程,主要開(kāi)展了以下工作:

2、
　　 1、試驗(yàn)研究。設(shè)計(jì)并制作了預(yù)制裂縫構(gòu)件和受彎開(kāi)裂構(gòu)件各6根,經(jīng)過(guò)一定時(shí)間的干濕循環(huán)浸泡后,分別運(yùn)用半電池電位法和RCT(快速氯離子含量檢測(cè)法1檢測(cè)了鋼筋腐蝕電位及裂縫處的氯離子含量。試驗(yàn)結(jié)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(duì)流擴(kuò)散區(qū),其深度在15～20mm之間;裂縫加速了氯離子在混凝土內(nèi)的侵入過(guò)程,并為氯離子的二維擴(kuò)散提供了條件。
　　 2、提出了綜合考慮時(shí)間衰減和裂縫寬度影響的等效氯離子擴(kuò)散系數(shù)

3、計(jì)算模型,并運(yùn)用ADINA軟件對(duì)裂縫處氯離子的侵入過(guò)程進(jìn)行了有限元模擬。結(jié)果表明:當(dāng)裂縫寬度小于0.1mm時(shí),氯離子的擴(kuò)散系數(shù)增長(zhǎng)較緩慢;當(dāng)裂縫寬度處于0.1～0.3mm之間時(shí),等效氯離子擴(kuò)散系數(shù)平穩(wěn)增長(zhǎng);而當(dāng)裂縫寬度大于0.3mm之后,其增長(zhǎng)速度較快。裂縫間距越小,其對(duì)混凝土內(nèi)氯離子侵入過(guò)程的影響越大。模擬結(jié)果反映了裂縫間距對(duì)氯離子侵入的影響,與試驗(yàn)結(jié)果吻合良好。
　　 3、基于Monte Carlo法,將影響混凝土構(gòu)件耐久性

4、壽命的參數(shù)作為隨機(jī)變量來(lái)處理,并引入劣化因子這一參數(shù),運(yùn)用Crystal Ball軟件對(duì)氯鹽侵蝕環(huán)境下受彎開(kāi)裂混凝土構(gòu)件的耐久性壽命進(jìn)行了隨機(jī)模擬,得到了基于隨機(jī)概率的具有不確定性的預(yù)測(cè)結(jié)果。結(jié)果表明:氯鹽干濕侵蝕環(huán)境下的混凝土結(jié)構(gòu)受彎開(kāi)裂后,其耐久性壽命會(huì)逐步減小;為了確保結(jié)構(gòu)的安全使用,需及時(shí)采取有效措施進(jìn)行加固和維修,并建議相關(guān)規(guī)范對(duì)浪濺區(qū)和潮差區(qū)的混凝土結(jié)構(gòu)裂縫寬度的最大值進(jìn)行規(guī)定時(shí),以裂縫寬度和保護(hù)層厚度的比值作為評(píng)價(jià)參數(shù),并