荷載與環(huán)境共同作用下混凝土碳化區(qū)域分布研究.pdf

1、鋼筋銹蝕是引起鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)耐久性問(wèn)題的重要因素，對(duì)于一般大氣環(huán)境，碳化是造成鋼筋銹蝕的最主要原因之一。碳化不僅會(huì)使混凝土堿性降低，造成鋼筋脫鈍銹蝕，而且會(huì)造成混凝土中氯離子、硫酸鹽離子等發(fā)生遷移與濃縮，造成鋼筋銹蝕加劇。國(guó)內(nèi)外學(xué)者基于酚酞測(cè)試方法提出了各種混凝土碳化預(yù)測(cè)模型。但自不完全碳化區(qū)概念被提出并被證實(shí)后，傳統(tǒng)方法測(cè)得的混凝土碳化深度被認(rèn)為并不能準(zhǔn)確預(yù)測(cè)混凝土的碳化壽命，研究混凝土結(jié)構(gòu)碳化區(qū)域的分布規(guī)律對(duì)混凝土剩余使用壽命評(píng)估和

2、耐久性設(shè)計(jì)變得更有重要意義。本文通過(guò)混凝土和砂漿的快速碳化試驗(yàn)，以模擬孔溶液法，碳酸鹽含量測(cè)試法和傳統(tǒng)酚酞測(cè)試法三種方法，細(xì)致地研究了不同濕度和應(yīng)力條件對(duì)混凝土及砂漿試件碳化區(qū)長(zhǎng)度的影響?；谠囼?yàn)數(shù)據(jù)分析結(jié)果，提出了砂漿及混凝土碳化深度酚酞測(cè)試值的實(shí)用預(yù)測(cè)計(jì)算模型；并根據(jù)碳酸鹽測(cè)試和模擬孔溶液測(cè)試測(cè)得的碳化深度分布曲線建立了砂漿試件的碳化區(qū)域分布模型；基于二氧化碳的傳質(zhì)理論，通過(guò)APDL編程，采用的ANSYS熱分析模塊對(duì)碳化過(guò)程進(jìn)行了計(jì)

3、算機(jī)模擬仿真，并根據(jù)應(yīng)力對(duì)擴(kuò)散的影響和濕度對(duì)碳化反應(yīng)速度的影響對(duì)仿真模型進(jìn)行修正。
　　本研究主要內(nèi)容包括：⑴模擬孔溶液法的最佳固水比為1:20，此方法得到碳化分布區(qū)域與碳酸鹽含量測(cè)試方法相比結(jié)論一致，能反應(yīng)混凝土的碳化區(qū)域分布；⑵混凝土完全碳化區(qū)中，部分 Ca(OH)2等堿性物質(zhì)被生成的碳酸鈣包裹而沒有完全反應(yīng)，導(dǎo)致模擬孔溶液中完全碳化區(qū)pH比真實(shí)孔溶液偏高；⑶環(huán)境相對(duì)濕度與混凝土孔隙水飽和度呈現(xiàn)一定相關(guān)關(guān)系，當(dāng)混凝土從飽水狀態(tài)

4、在預(yù)設(shè)相對(duì)濕度環(huán)境下達(dá)到質(zhì)量穩(wěn)定，其孔隙水飽和度數(shù)值比相對(duì)濕度數(shù)值大5％左右；⑷拉應(yīng)力小于0.6ft時(shí)，隨著拉應(yīng)力水平的增加，混凝土試件無(wú)論酚酞噴涂碳化深度還是不完全區(qū)和完全碳化區(qū)終點(diǎn)深度均有略微的增大，但其增加幅度不明顯；⑸濕度對(duì)碳化影響顯著，相對(duì)濕度從85%降低至55%，混凝土的碳化深度明顯升高，但降至更低濕度時(shí)，碳化速率可能發(fā)生突變，出現(xiàn)明顯減小的趨勢(shì)；⑹同參數(shù)砂漿試件和混凝土試件的酚酞測(cè)試結(jié)果基本相同，對(duì)于酚酞測(cè)試方法研究混凝土