海洋環(huán)境下鋼纖維混凝土構(gòu)件腐蝕后粘結(jié)性能試驗研究.pdf

1、鋼纖維混凝土(SFRC，Steel Fiber Reinforced Concrete)是一種新型復(fù)合材料，能充分發(fā)揮各組成材料的特性和相互間的性能傳遞，改善了混凝土基體的力學(xué)性能，具有韌性好、抗疲勞能力強、耐磨、分布在鋼筋的外側(cè)保護鋼筋不發(fā)生銹蝕，在任意方向均可有效限制裂縫的開裂和裂縫的擴展等優(yōu)點。裂縫會直接影響結(jié)構(gòu)的耐久性，導(dǎo)致裂縫發(fā)生的最直接的原因就是鋼筋與混凝土粘結(jié)性能。鋼纖維混凝土與普通鋼筋混凝土的粘結(jié)有所不同，除了二者在材料

2、組成上的差異外，鋼筋的銹蝕直接破壞了鋼筋與鋼纖維混凝土的粘結(jié)，產(chǎn)生粘結(jié)滑移，其粘結(jié)滑移關(guān)系、剩余承載能力等也將因腐蝕的程度和荷載作用效應(yīng)的強度發(fā)生改變。在工程結(jié)構(gòu)需要的部位和構(gòu)件的局部位置使用鋼纖維混凝土，具有一定的科學(xué)合理性。隨著沿海經(jīng)濟的發(fā)展，港口、碼頭、跨海大橋、海底隧道等海岸與近海結(jié)構(gòu)工程日趨增多，內(nèi)陸地區(qū)的地下空間結(jié)構(gòu)也發(fā)展較快。結(jié)構(gòu)處于不同的腐蝕環(huán)境下，其耐久性能直接關(guān)系到結(jié)構(gòu)功能的預(yù)期，在這些領(lǐng)域中，鋼纖維混凝土的應(yīng)用具有

3、明顯的優(yōu)勢，充分發(fā)揮鋼纖維的基體增強優(yōu)勢及其防銹蝕的能力。
　　基于鋼纖維混凝土新型復(fù)合材料的良好的防銹蝕性和卓越的阻裂性，本文開展了試驗研究工作。為了得到更加直觀的研究結(jié)果，排除由于試驗?zāi)Ｐ蛶淼恼`差，本研究擬采用梁式粘結(jié)試件作為試驗研究的模型。在腐蝕試驗中，模擬海洋腐蝕環(huán)境，采用恒直流電源實施電化學(xué)腐蝕，盡可能與海洋環(huán)境的實際情況相吻合。在四點彎曲粘結(jié)試驗加載階段，研究試件腐蝕后在靜載作用下，不同條件（鋼纖維混凝土強度等級、鋼

4、纖維體積率、鋼筋銹蝕率、荷載加載水平）下的荷載滑移規(guī)律及荷載滑移本構(gòu)關(guān)系模型等。完成的研究工作內(nèi)容如下:
　　1)鋼纖維鋼筋混凝土試驗梁模擬海洋環(huán)境的電化學(xué)腐蝕試驗研究詳細(xì)介紹了梁式粘結(jié)試件的制作、腐蝕試驗裝置的設(shè)計及運用電化學(xué)腐蝕試驗來加速鋼筋的銹蝕原理及方法;按3.5％氯離子含量的腐蝕介質(zhì)公式計算達(dá)到鋼筋理論銹蝕率時，受腐蝕試件的腐蝕電流和腐蝕時間等。模擬海洋環(huán)境下的電化學(xué)腐蝕試驗，加快鋼纖維鋼筋混凝土中鋼筋的銹蝕，為研究腐蝕

5、后試驗梁靜載作用下鋼筋和鋼纖維混凝土之間粘結(jié)滑移問題提供腐蝕條件。
　　2)鋼纖維鋼筋混凝土試驗梁靜載作用下的四點彎曲粘結(jié)試驗研究介紹了鋼纖維鋼筋混凝土試驗梁在靜力荷載作用下四點彎曲粘結(jié)試驗方法;觀察和分析試件在加載試驗過程中的試驗現(xiàn)象;根據(jù)試驗梁四點彎曲粘結(jié)試驗結(jié)果，系統(tǒng)地給出各組試驗梁在不同試驗條件下的P-S曲線，并對其進(jìn)行了對比分析;借助有限元軟件，建立理想化模型，模擬試驗梁內(nèi)部鋼筋應(yīng)力變化;根據(jù)本試驗P-S曲線的一般規(guī)律及