鋼筋銹蝕引起的混凝土保護(hù)層開(kāi)裂過(guò)程及影響因素分析.pdf

1、鋼筋發(fā)生銹蝕,其銹蝕產(chǎn)物的體積往往是原來(lái)的2-4倍,使鋼筋周圍混凝土受到擠壓,隨著銹蝕程度的加劇,將導(dǎo)致混凝土保護(hù)層受拉而開(kāi)裂.鋼筋混凝土構(gòu)件一旦開(kāi)裂,將會(huì)加速鋼筋的銹蝕,從而進(jìn)一步加劇裂縫的擴(kuò)展,最終導(dǎo)致結(jié)構(gòu)的破壞,嚴(yán)重影響混凝土結(jié)構(gòu)耐久性,因此研究鋼筋銹蝕引起的混凝土保護(hù)層開(kāi)裂過(guò)程具有重要的實(shí)際意義. 本文基于已有的研究基礎(chǔ)成果,主要做了以下幾方面的工作: 1.針對(duì)鋼筋均勻銹蝕情況,提出破壞半徑的概念,使用Ansys

2、有限元軟件,采用對(duì)鋼筋周圍混凝土施加均布?jí)毫Φ姆绞侥M鋼筋均勻銹蝕情況下保護(hù)層的開(kāi)裂過(guò)程,得到了保護(hù)層完全開(kāi)裂時(shí)破壞半徑的計(jì)算公式以及臨界銹脹力的計(jì)算公式；以此為基礎(chǔ),分析了鋼筋均勻銹蝕情況下保護(hù)層的開(kāi)裂過(guò)程,推導(dǎo)了保護(hù)層最終開(kāi)裂時(shí)銹脹力、銹蝕率的計(jì)算公式,并結(jié)合現(xiàn)有的開(kāi)裂時(shí)間計(jì)算模型進(jìn)行混凝土保護(hù)層開(kāi)裂時(shí)間的預(yù)測(cè),通過(guò)分析結(jié)果與以往的試驗(yàn)結(jié)果的對(duì)比,驗(yàn)證了本文的銹蝕率計(jì)算公式的妥當(dāng)性； 2.針對(duì)鋼筋非均勻銹蝕情況,提出銹蝕程度

3、系數(shù)的概念,利用Ansys有限元軟件,采用對(duì)鋼筋周圍的混凝土施加不均勻銹脹位移的方式模擬鋼筋非均勻銹蝕情況下保護(hù)層的開(kāi)裂過(guò)程,得到了保護(hù)層脹裂破壞時(shí)臨界銹蝕程度系數(shù)的計(jì)算公式；以此為基礎(chǔ),推導(dǎo)了鋼筋非均勻銹蝕時(shí)保護(hù)層完全開(kāi)裂時(shí)鋼筋銹蝕率的計(jì)算公式,再應(yīng)用目前已有的時(shí)間預(yù)測(cè)模型推算保護(hù)層開(kāi)裂的時(shí)間,通過(guò)算例分析驗(yàn)證了本文提出的銹蝕率計(jì)算公式的合理性: 3.結(jié)合有限元分析結(jié)果,對(duì)影響銹脹開(kāi)裂的各因素進(jìn)行了分析,結(jié)果表明: 提