受腐蝕鋼筋混凝土材料及其粘結(jié)性能耐久性研究.pdf

1、1.完成了414個混凝土標(biāo)準(zhǔn)棱柱體試件單軸軸心抗壓性能試驗，揭示了兩種侵蝕環(huán)境下(酸雨、低溫海水)不同腐蝕程度的混凝土物理力學(xué)性能(外觀、質(zhì)量、抗壓強(qiáng)度、彈性模量以及相對動彈性模量等)劣化規(guī)律，并應(yīng)用復(fù)合材料細(xì)觀損傷力學(xué)計算了受腐蝕混凝土靜力抗壓彈性模量，通過試驗結(jié)果初步驗證了彈性模量模型的適用性和有效性；完成了67個混凝土啞鈴型試件在兩種侵蝕環(huán)境下(酸雨、氯化鈉)單軸軸心抗拉性能試驗，揭示了不同腐蝕程度的混凝土抗拉力學(xué)性能(抗拉強(qiáng)度、

2、彈性模量以及抗拉應(yīng)力-應(yīng)變曲線等)劣化規(guī)律。
　　 2.提出以應(yīng)變能損失率表征鋼筋銹蝕程度，通過對本文和文獻(xiàn)中幾種類型的銹蝕鋼筋(變形鋼筋、光圓鋼筋、鋼絞線)進(jìn)行力學(xué)性能分析，研究結(jié)果表明：應(yīng)變能損失率較質(zhì)量損失率和截面損失率對鋼筋的銹蝕程度更為敏感，可合理反映鋼筋銹蝕程度。
　　 3.在假設(shè)鋼筋均勻銹蝕的前提下，提出將c/d0(c為混凝土保護(hù)層厚度，d0為鋼筋的原始直徑)作為控制指標(biāo)，分別基于彈性力學(xué)和斷裂力學(xué)基本理論

3、，建立了混凝土保護(hù)層開裂時刻鋼筋臨界銹蝕深度的理論計算模型。
　　 受腐蝕混凝土力學(xué)性能劣化、鋼筋銹蝕、受腐蝕鋼筋混凝土之間粘結(jié)性能降低是鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)提前發(fā)生破壞的原因。目前因腐蝕造成鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)耐久性退化已經(jīng)引起國內(nèi)外學(xué)者的普遍關(guān)注，成為研究熱點。本文在總結(jié)國內(nèi)外有關(guān)受腐蝕鋼筋混凝土材料以及其粘結(jié)性能基礎(chǔ)上，在國家自然科學(xué)基金(編號50708010)資助下，進(jìn)行了上述三方面研究工作，主要內(nèi)容包括：
　　 1.研究兩

4、種侵蝕環(huán)境(酸雨、低溫海水)下混凝土單軸抗壓力學(xué)性能的劣化規(guī)律。完成了414個混凝土標(biāo)準(zhǔn)棱柱體試件單軸軸心抗壓性能試驗，揭示了兩種侵蝕環(huán)境下(酸雨、低溫海水)不同腐蝕程度的混凝土物理力學(xué)性能(外觀、質(zhì)量、抗壓強(qiáng)度、彈性模量以及相對動彈性模量等)劣化規(guī)律；應(yīng)用復(fù)合材料細(xì)觀損傷力學(xué)彈性模量理論模型，計算受腐蝕混凝土靜力抗壓彈性模量，通過對兩種侵蝕環(huán)境下(酸雨、低溫海水)受腐蝕混凝土的試驗結(jié)果進(jìn)行驗證，研究結(jié)果表明：理論模型計算結(jié)果與試驗數(shù)據(jù)

5、吻合較好。
　　 2.完成了兩種侵蝕環(huán)境(酸雨、氯化鈉)下67個混凝土啞鈴型試件單軸軸心抗拉性能試驗研究，得到了不同腐蝕程度混凝土的抗拉性能退化規(guī)律。
　　 3.提出以應(yīng)變能損失率表征鋼筋銹蝕程度，通過對本文和文獻(xiàn)中幾種類型的銹蝕鋼筋(變形鋼筋、光圓鋼筋、鋼絞線)進(jìn)行力學(xué)性能分析，研究結(jié)果表明：應(yīng)變能損失率比質(zhì)量損失率和截面損失率對鋼筋銹蝕程度更為敏感。
　　 4.在假設(shè)鋼筋均勻銹蝕的前提下，提出將c/d0(c為

6、混凝土保護(hù)層厚度，d0為鋼筋原始直徑)作為控制指標(biāo)，分別基于彈塑性力學(xué)和斷裂力學(xué)的基本理論，建立了混凝土保護(hù)層開裂時刻鋼筋臨界銹蝕深度的理論計算模型。通過國外文獻(xiàn)的多組試驗數(shù)據(jù)對計算模型進(jìn)行驗證，結(jié)果表明理論模型結(jié)果與試驗結(jié)果吻合較好。
　　 5.建立了考慮鋼筋與混凝土之間粘結(jié)性能有限元模型，探討了鋼筋、混凝土及其粘結(jié)性能分別對鋼筋混凝土構(gòu)件力學(xué)性能的影響，給出了對銹蝕鋼筋混凝土構(gòu)件(結(jié)構(gòu))進(jìn)行有限元分析時必須考慮鋼筋與混凝土之