混凝土箱梁考慮受力影響的碳化和氯離子侵蝕特性的研究.pdf

1、混凝土箱梁構(gòu)件由于其結(jié)構(gòu)輕、剛度大，如今在工程中已經(jīng)得到了廣泛的運(yùn)用。實(shí)際工程中的混凝土結(jié)構(gòu)會(huì)因過(guò)早的性能退化而使服役壽命縮短，往往不是因?yàn)閺?qiáng)度不足，而是由長(zhǎng)期性能的損傷及下降導(dǎo)致。目前，國(guó)內(nèi)外關(guān)于單一環(huán)境因素下實(shí)心混凝土構(gòu)件的長(zhǎng)期性劣化研究已比較成熟。但大部分的研究都未考慮荷載效應(yīng)及出于箱梁獨(dú)特空間構(gòu)造特點(diǎn)的二維擴(kuò)散特性。
　　為此，本論文進(jìn)行了荷載作用下混凝土箱梁的碳化及氯離子擴(kuò)散理論研究，同時(shí)開(kāi)展箱梁結(jié)構(gòu)的氯離子侵入試驗(yàn)，綜

2、合考慮箱梁受力狀態(tài)下的剪力滯效應(yīng)，揭示了荷載對(duì)混凝土箱梁碳化及氯離子侵蝕性能的量化影響規(guī)律。本論文主要的研究?jī)?nèi)容及成果如下:
　　(1)研究探討了影響混凝土中碳化性能的各種因素，重點(diǎn)分析了持續(xù)荷載對(duì)混凝土中碳化速率的影響，通過(guò)工程實(shí)測(cè)數(shù)據(jù)對(duì)比發(fā)現(xiàn)考慮了水泥、應(yīng)力水平、以及自然碳化和加速碳化之間關(guān)系的模型精度最高，更符合構(gòu)件實(shí)際服役環(huán)境并容易運(yùn)用到實(shí)際當(dāng)中。
　　(2)與以往模擬的實(shí)心梁不同，箱梁各截面的碳化時(shí)間都不盡相同，內(nèi)

3、邊緣的開(kāi)始碳化時(shí)間值都較大于外邊緣。頂板處開(kāi)始碳化時(shí)間明顯大于底板處，最大相差68％。混凝土箱梁各截面的開(kāi)始碳化時(shí)間同時(shí)受應(yīng)力及水灰比的影響，水灰比越大，開(kāi)始碳化時(shí)間越短。一定范圍內(nèi)，壓應(yīng)力會(huì)增大開(kāi)始碳化時(shí)間，相反，拉應(yīng)力會(huì)使開(kāi)始碳化時(shí)間減小。
　　(3)研究分析了影響混凝土中氯離子擴(kuò)散的各種因素，結(jié)合試驗(yàn)重點(diǎn)分析了氯離子的擴(kuò)散系數(shù)受持續(xù)荷載的影響，得出考慮了時(shí)間、吸附能力、溫度、養(yǎng)護(hù)環(huán)境等影響因素的混凝土氯離子擴(kuò)散模型與實(shí)驗(yàn)值更

4、接近，精度更高的結(jié)論。由于箱梁的剪力滯效應(yīng)，箱梁各截面的擴(kuò)散系數(shù)都不盡相同，內(nèi)邊緣擴(kuò)散系數(shù)值較小于外邊緣。同時(shí)擴(kuò)散系數(shù)分布還受環(huán)境種類(lèi)、應(yīng)力大小及水灰比大小的影響，水灰比越大，擴(kuò)散系數(shù)值越大。箱梁截面在浸泡狀態(tài)下的擴(kuò)散系數(shù)值較大于干濕循環(huán)狀態(tài)。一定范圍內(nèi)，壓應(yīng)力會(huì)減小擴(kuò)散系數(shù)值，相反，拉應(yīng)力會(huì)使擴(kuò)散系數(shù)值增大。
　　(4)由于箱梁的空間構(gòu)造特點(diǎn)，對(duì)海洋環(huán)境中的混凝土箱梁來(lái)說(shuō)，氯離子擴(kuò)散將從截面內(nèi)和外兩個(gè)方向侵入，其氯離子的擴(kuò)散往往

5、具有多維性。考慮箱梁二維擴(kuò)散時(shí)，其箱梁各截面處的濃度值均大于一維擴(kuò)散狀態(tài)?；炷林新入x子的濃度分布同時(shí)受環(huán)境種類(lèi)、應(yīng)力大小及水灰比大小的影響，水灰比越大，濃度值越大。箱梁截面在浸泡狀態(tài)下的濃度值較大于干濕循環(huán)狀態(tài)。一定范圍內(nèi)，壓應(yīng)力會(huì)減小氯離子濃度，相反，拉應(yīng)力會(huì)使氯離子的濃度值增大。
　　(5)利用改進(jìn)的二維擴(kuò)散理論計(jì)算出的氯離子濃度理論值與實(shí)測(cè)值大概貼合，但在箱梁頂、底板邊緣以及項(xiàng)板與腹板交接處的理論計(jì)算值和實(shí)測(cè)值相差較大。這