氯離子在彎曲開裂混凝土構(gòu)件內(nèi)的侵蝕作用研究.pdf

1、鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)廣泛應(yīng)用于土木工程和交通工程等領(lǐng)域,其耐久性失效已成為研究的重點問題之一。沿海地區(qū)的混凝土結(jié)構(gòu)長期處于荷載和氯鹽侵蝕的雙重作用下,難免出現(xiàn)各種劣化現(xiàn)象。裂縫的產(chǎn)生加劇了氯離子的侵入過程,并最終影響整個結(jié)構(gòu)的耐久性。論文在國家自然科學(xué)基金“氯鹽侵蝕環(huán)境下橫向裂縫開裂參數(shù)對鋼筋銹蝕影響規(guī)律研究(50908103)”的資助下,通過試驗及軟件模擬等方法,研究了氯鹽侵蝕環(huán)境下受彎開裂混凝土構(gòu)件內(nèi)的氯離子侵蝕過程,主要開展了以下工作:

2、
　　 1、試驗研究。設(shè)計并制作了預(yù)制裂縫構(gòu)件和受彎開裂構(gòu)件各6根,經(jīng)過一定時間的干濕循環(huán)浸泡后,分別運用半電池電位法和RCT(快速氯離子含量檢測法1檢測了鋼筋腐蝕電位及裂縫處的氯離子含量。試驗結(jié)果表明:氯鹽干濕循環(huán)侵蝕作用下,混凝土淺層表面存在對流擴散區(qū),其深度在15～20mm之間;裂縫加速了氯離子在混凝土內(nèi)的侵入過程,并為氯離子的二維擴散提供了條件。
　　 2、提出了綜合考慮時間衰減和裂縫寬度影響的等效氯離子擴散系數(shù)

3、計算模型,并運用ADINA軟件對裂縫處氯離子的侵入過程進(jìn)行了有限元模擬。結(jié)果表明:當(dāng)裂縫寬度小于0.1mm時,氯離子的擴散系數(shù)增長較緩慢;當(dāng)裂縫寬度處于0.1～0.3mm之間時,等效氯離子擴散系數(shù)平穩(wěn)增長;而當(dāng)裂縫寬度大于0.3mm之后,其增長速度較快。裂縫間距越小,其對混凝土內(nèi)氯離子侵入過程的影響越大。模擬結(jié)果反映了裂縫間距對氯離子侵入的影響,與試驗結(jié)果吻合良好。
　　 3、基于Monte Carlo法,將影響混凝土構(gòu)件耐久性

4、壽命的參數(shù)作為隨機變量來處理,并引入劣化因子這一參數(shù),運用Crystal Ball軟件對氯鹽侵蝕環(huán)境下受彎開裂混凝土構(gòu)件的耐久性壽命進(jìn)行了隨機模擬,得到了基于隨機概率的具有不確定性的預(yù)測結(jié)果。結(jié)果表明:氯鹽干濕侵蝕環(huán)境下的混凝土結(jié)構(gòu)受彎開裂后,其耐久性壽命會逐步減小;為了確保結(jié)構(gòu)的安全使用,需及時采取有效措施進(jìn)行加固和維修,并建議相關(guān)規(guī)范對浪濺區(qū)和潮差區(qū)的混凝土結(jié)構(gòu)裂縫寬度的最大值進(jìn)行規(guī)定時,以裂縫寬度和保護(hù)層厚度的比值作為評價參數(shù),并