混凝土結構銹裂損傷分析與試驗研究.pdf

1、混凝土結構銹脹開裂是導致混凝土結構耐久性失效的主要原因。銹蝕產物體積膨脹,導致混凝土保護層受拉而開裂。一旦保護層完全開裂,環(huán)境中的有害介質將經銹脹裂縫直接侵入混凝土內部接觸到鋼筋,大大加速鋼筋的銹蝕,并進一步加劇裂縫的擴展,甚至導致保護層的剝落,嚴重影響混凝土結構的耐久性。因此,研究鋼筋銹蝕引起的混凝土保護層開裂,對混凝土結構的使用性能評估和剩余壽命預測有著重要的意義。本文以混凝土結構銹裂過程為研究主線,以試驗研究和理論分析結合為研究手

2、段,對混凝土結構銹脹開裂的全過程進行了研究,主要研究內容如下:
　　 (1)綜合考慮了裂縫造成的混凝土保護層中不同程度的損傷、以及銹蝕產物力學性能的影響,利用損傷力學和彈性力學的理論建立了混凝土保護層銹脹開裂過程的計算模型。在鋼筋銹蝕初期,保護層中受力較小,沒有產生裂縫,此時整個混凝土保護層視為彈性的,使用彈性力學進行分析。一旦混凝土保護層出現(xiàn)內裂,混凝土保護層就被裂縫分為兩個區(qū)域:開裂區(qū)和未開裂區(qū)。對于開裂區(qū),引入損傷變量來考

3、慮混凝土在不同半徑處的不同程度的損傷,采用損傷力學進行分析;而對于未開裂區(qū),仍然使用彈性力學分析?；诒灸Ｐ?對銹脹開裂過程中鋼筋/混凝土界面銹脹力與鋼筋銹蝕深度的變化規(guī)律進行了分析,并對相應的影響因素進行了討論。
　　 (2)采用電化學加速銹蝕方法對圓柱形鋼筋混凝土試件進行加速銹蝕試驗,通過切片觀測的方式測定了混凝土保護層內裂與外裂時刻的鋼筋銹蝕量,與理論分析模型進行了對比驗證。并利用掃描電鏡對鋼筋/混凝土界面處鋼筋氧化產物的