機(jī)械荷載與氯鹽環(huán)境復(fù)合作用下混凝土結(jié)構(gòu)耐久性研究.pdf

1、混凝土結(jié)構(gòu)是當(dāng)今建筑最常用的結(jié)構(gòu)形式，在橋梁、隧道、海港、碼頭、工業(yè)及民用建筑等方面的應(yīng)用日益廣泛。實(shí)際服役中的混凝土結(jié)構(gòu)，除了受到環(huán)境因素的影響之外，還要承受機(jī)械荷載的作用。荷載和環(huán)境的雙重或多重影響將導(dǎo)致混凝土結(jié)構(gòu)發(fā)生材料老化和結(jié)構(gòu)損傷，特別是對于氯鹽環(huán)境下的鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)，由于環(huán)境的復(fù)雜性，混凝土結(jié)構(gòu)很容易發(fā)生使用性能劣化、承載力下降以及耐久性能降低。因此，合理考慮工程結(jié)構(gòu)的服役狀態(tài)，系統(tǒng)研究機(jī)械荷載作用損傷對混凝土氯離子侵蝕的影

2、響機(jī)理，對正確指導(dǎo)混凝土結(jié)構(gòu)的耐久性設(shè)計(jì)和評估具有重要的工程意義。本論文主要開展了以下幾個(gè)方面的研究工作:
　　 (1)通過強(qiáng)度試驗(yàn)及混凝土氯離子滲透性試驗(yàn)(RCM)，分別研究了水膠比和粉煤灰摻量對混凝土強(qiáng)度及氯離子滲透性的影響。結(jié)果表明:同齡期情況下，混凝土強(qiáng)度隨水膠比增大而降低，混凝土氯離子擴(kuò)散系數(shù)隨水膠比的增大而增大;隨著粉煤灰摻量的增大，前期混凝土抗壓強(qiáng)度總體上呈降低的趨勢，在普通混凝土中摻入適量（不高于30％）粉煤灰可

3、顯著降低氯離子擴(kuò)散系數(shù)。當(dāng)粉煤灰摻量過高（如50％）時(shí)，混凝土前期擴(kuò)散系數(shù)遠(yuǎn)高于普通混凝土，對混凝土抗?jié)B透性的改善起到了負(fù)面作用。
　　 (2)通過室內(nèi)氯鹽侵蝕試驗(yàn)及海邊暴露試驗(yàn)，對軸拉靜載作用下混凝土損傷對氯離子滲透性的影響進(jìn)行了系統(tǒng)的研究。試驗(yàn)結(jié)果表明，短期軸拉靜載作用后，混凝土抗氯離子侵蝕能力下降。拉應(yīng)力水平越高，氯離子侵蝕速度增加越明顯。而在持續(xù)的軸拉荷載作用下，大大降低了混凝土的抗氯離子侵蝕性。
　　 (3)通

4、過室內(nèi)氯鹽侵蝕試驗(yàn)及海邊暴露試驗(yàn)，對軸壓荷載作用下混凝土損傷對氯離子滲透性的影響進(jìn)行了系統(tǒng)的研究。軸壓荷載作用下，混凝土抗氯離子侵蝕能力與壓應(yīng)力水平之間存在良好的對應(yīng)關(guān)系:隨壓應(yīng)力水平提高，混凝土抗氯離子侵蝕性能均表現(xiàn)出先增強(qiáng)后減弱的趨勢，揭示了軸壓荷載作用對混凝土微結(jié)構(gòu)變化的兩種相反機(jī)制（“壓合，，和“劈裂”）。長、短期軸壓荷載對混凝土耐久性的影響差異性較大。
　　 (4)通過選擇承受短期軸壓荷載的試件進(jìn)行了多個(gè)齡期的室內(nèi)氯鹽

5、侵蝕試驗(yàn)，對混凝土的自愈合能力進(jìn)行了研究。試驗(yàn)結(jié)果表明，在混凝土自愈合作用下，無論應(yīng)力水平多大，即損傷程度的不同，氯離子擴(kuò)散系數(shù)均隨著時(shí)間的增長逐漸降低，最終將趨于平衡。其中，應(yīng)力水平為50％、65％時(shí)，自愈合幅度相差不多，但應(yīng)力水平達(dá)到75％、85％時(shí)自愈合幅度有顯著提升。即各應(yīng)力水平下混凝土損傷的愈合程度不同，應(yīng)力水平越高，損傷程度越高，自愈合的幅度也越大。
　　 (5)通過室內(nèi)及海邊氯離子侵蝕試驗(yàn)，對機(jī)械荷載作用下硅烷防水

6、混凝土的耐久性機(jī)理進(jìn)行了研究。分析發(fā)現(xiàn)，硅烷防水對氯離子的隔離作用是通過同時(shí)降低混凝土表面擴(kuò)散系數(shù)和表面氯離子濃度實(shí)現(xiàn)的。機(jī)械荷載作用會在一定程度上影響防水混凝土的抗氯離子侵蝕能力，但總體而言，不至于嚴(yán)重影響硅烷的防護(hù)效果。與未防水的同應(yīng)力混凝土相比，防水混凝土表面氯離子濃度及擴(kuò)散系數(shù)均大大降低，氯離子擴(kuò)散系數(shù)的折減則是隨荷載水平而變化的函數(shù)。
　　 (6)在試驗(yàn)結(jié)果的基礎(chǔ)上，對假定工程進(jìn)行了氯鹽環(huán)境下混凝土結(jié)構(gòu)的耐久性壽命預(yù)測