一般大氣環(huán)境多因素作用下鋼纖維混凝土耐久性研究.pdf

1、目前鋼纖維混凝土(Steel Fiber Reinforce Concrete簡稱SFRC)在大跨結(jié)構(gòu)、大型隧道的襯砌、大壩結(jié)構(gòu)、軍事工程等重大工程中的應(yīng)用越來越廣泛。這些重大結(jié)構(gòu)工程是國家社會經(jīng)濟的重要基礎(chǔ)設(shè)施，其安全正常工作對于社會可持續(xù)發(fā)展有著非常重要的作用。但它和普通混凝土結(jié)構(gòu)一樣，在其服役過程中也會受到各種腐蝕介質(zhì)的作用，導(dǎo)致結(jié)構(gòu)性能退化，承載力降低，壽命縮短。一般大氣環(huán)境中混凝土中性化和鋼筋銹蝕是混凝土結(jié)構(gòu)耐久性的主要研究內(nèi)

2、容，而混凝土中性化又是鋼筋銹蝕的前提條件。實際工程中混凝土中性化是各種物理、化學(xué)和力學(xué)因素相互作用的結(jié)果。研究多因素共同作用下鋼纖維混凝土的中性化規(guī)律，旨在為進一步研究鋼纖維混凝土結(jié)構(gòu)的鋼筋銹蝕、耐久性設(shè)計、壽命預(yù)測及其評估奠定基礎(chǔ)。
　　 論文從鋼纖維混凝土微觀結(jié)構(gòu)分析入手，通過理論分析與實驗室快速試驗相結(jié)合的方法研究鋼纖維混凝土在單一和多因素共同作用下的中性化機理和規(guī)律，最終建立了一般大氣環(huán)境多因素作用下鋼纖維混凝土中性化深

3、度預(yù)測模型。主要研究內(nèi)容如下：
　　 壓汞與電鏡掃描試驗對鋼纖維混凝土孔結(jié)構(gòu)的測試結(jié)果表明，纖維摻量從0到1.5％，混凝土的孔結(jié)構(gòu)向優(yōu)良方向發(fā)展，即大孔減少，小孔增加；當(dāng)纖維摻量增加到2％時，孔隙率變大，大孔增多，小孔減少。根據(jù)理論分析與試驗結(jié)果，建立了鋼纖維混凝土孔隙率計算方法，為建立鋼纖維混凝土碳化深度預(yù)測模型奠定基礎(chǔ)。
　　 開展了鋼纖維混凝土快速碳化試驗，研究各種因素(水膠比、鋼纖維摻量、澆筑面)對鋼纖維混凝土碳

4、化規(guī)律的影響，結(jié)果表明鋼纖維摻量為1.5％時混凝土碳化速度最慢。由碳化引起的鋼纖維混凝土孔隙率變化，主要取決于單位體積混凝土中水泥用量，鋼纖維摻量對其影響不顯著。
　　 提出實驗室模擬酸雨溶液的配置方法，進行了鋼纖維混凝土酸雨侵蝕實驗室模擬試驗。采用鋼纖維混凝土質(zhì)量變化率、剝蝕率、劈拉強度變化率及中性化深度等評價指標(biāo)研宄鋼纖維混凝土的酸雨侵蝕規(guī)律，分析了不同影響因素對評價指標(biāo)的影響。對酸雨作用下鋼纖維混凝土損傷過程進行分析，揭示

5、了鋼纖維混凝土酸雨侵蝕機理：酸雨對鋼纖維混凝土的腐蝕是酸雨中H+與SO42-共同侵蝕作用的結(jié)果。
　　 根據(jù)全國酸雨情況調(diào)查結(jié)果，設(shè)計了酸雨和碳化共同作用試驗機制，通過試驗研究了鋼纖維混凝土在碳化和酸雨侵蝕共同作用下的性能退化規(guī)律，分析了二者相互作用機理及耦合效應(yīng)，在本文試驗機制下碳化與酸雨對鋼纖維混凝土中性化都有貢獻，中性化深度結(jié)果大于單獨酸雨作用和單獨碳化作用中性化深度的直接疊加，并且碳化能加速酸雨侵蝕下鋼纖維混凝土的溶蝕。

6、
　　 考慮應(yīng)力狀態(tài)對鋼纖維混凝土中性化的影響，通過受荷狀態(tài)下鋼纖維混凝土試件的快速碳化試驗、酸雨侵蝕試驗、酸雨和碳化共同作用試驗，分析了彎曲應(yīng)力水平對鋼纖維混凝土中性化速度的影響。
　　 在普通混凝土碳化理論模型基礎(chǔ)上，建立了鋼纖維混凝土碳化深度預(yù)測模型。
　　 在試驗基礎(chǔ)上，主要考慮水灰比、纖維摻量、酸雨溶液濃度、澆筑面對鋼纖維混凝土酸雨侵蝕中性化深度的影響，建立了鋼纖維混凝土酸雨侵蝕中性化深度預(yù)測模型。以碳