混凝土箱梁的碳化性能研究.pdf

1、混凝土耐久性問題，因為與混凝土結(jié)構(gòu)的長期使用和安全有著密切關(guān)系而越來越受到各界關(guān)注。碳化又是影響混凝土耐久性很重要的一個方面，最顯著的影響是改變了混凝土內(nèi)部的酸堿性，引發(fā)鋼筋銹蝕、膨脹，嚴(yán)重的還會導(dǎo)致混凝土保護(hù)層開裂甚至剝落，給結(jié)構(gòu)物的使用和安全帶來重大隱患。
　　(1)對碳化機理進(jìn)行了闡述，推導(dǎo)擴散控制方程，并對比了有限元軟件中熱傳導(dǎo)問題與碳化問題的相似性?，F(xiàn)有的相關(guān)研究都是采取一定方法，對碳化過程進(jìn)行了簡化和近似，得到各種理論

2、模型。也有很多研究是針對影響碳化的各種因素，研究其影響程度，特別是利用計算機技術(shù)研究碳化問題時，直接將多種影響因素耦合成一個主要系數(shù)，這種方法更為直觀，也有顯著的效果和成果。本文基于現(xiàn)有的這些混凝土碳化模型和相關(guān)研究結(jié)論，從混凝土碳化問題相關(guān)的各種理論出發(fā)，著重考慮了混凝土箱梁在構(gòu)造特別是力學(xué)方面的特性進(jìn)行綜合分析。
　　(2)對混凝土箱梁模型進(jìn)行快速碳化試驗，探究箱梁的特殊構(gòu)造對碳化產(chǎn)生的影響。借助有限元軟件，編寫APDL程序，

3、對該箱梁模型進(jìn)行數(shù)值模擬。同時，結(jié)合碳化試驗與數(shù)值模擬的結(jié)果，對數(shù)值模型進(jìn)行校準(zhǔn)，同時也驗證了利用這種方式研究混凝土碳化問題是可靠、有效的。統(tǒng)計結(jié)果表明，受二維碳化作用的外角部區(qū)域混凝土的碳化深度最大，是非角部混凝土的1.56倍，約為內(nèi)角部混凝土的2倍。翼緣端頭區(qū)域的碳化，在早期時為簡單的一維碳化作用，隨著反應(yīng)進(jìn)行到后期，由于頂板上下邊緣的碳化深度的增加達(dá)到混凝土內(nèi)部，該處碳化反應(yīng)也明顯加快。
　　(3)對處于自然環(huán)境的混凝土箱梁

4、，在應(yīng)力條件下的碳化性能進(jìn)行了數(shù)值分析。自然環(huán)境中由于CO2濃度很低，混凝土碳化反應(yīng)需要很長的時間，對于需要在相對較短時間內(nèi)得出研究結(jié)論而指導(dǎo)實際的這個前提而言，長期暴露試驗就有了很大的局限性，因此用數(shù)值分析的方法研究碳化問題的優(yōu)勢顯而易見。通過分析，得到箱梁截面上碳化深度的分布規(guī)律，并對達(dá)到混凝土箱梁保護(hù)層厚度所需的時間進(jìn)行了預(yù)測。結(jié)果表明，應(yīng)力狀態(tài)下與非應(yīng)力狀態(tài)下的混凝土箱梁，受二維碳化作用的外角部是受碳化影響最大的區(qū)域，該處碳化反