發(fā)布時(shí)間：2020-04-17 07:22

【摘要】：海洋環(huán)境中實(shí)際結(jié)構(gòu)大多受荷載作用,混凝土中氯離子的傳輸不僅受暴露環(huán)境因素的影響,而且受荷載形式的影響。彎曲荷載和氯鹽環(huán)境的耦合作用,能夠加速RC結(jié)構(gòu)中的鋼筋銹蝕,引起混凝土的銹脹開(kāi)裂,從而使RC結(jié)構(gòu)的承載能力下降,進(jìn)而影響其使用壽命和適用性。本文基于Fick第二定律和受彎混凝土構(gòu)件的受力基本原理,研究了彎曲荷載作用下RC梁不同受力區(qū)混凝土的表觀氯離子擴(kuò)散系數(shù)及氯離子濃度的計(jì)算方法;分析了混凝土表觀氯離子擴(kuò)散系數(shù)的時(shí)變性及彎曲荷載水平作用對(duì)不同受力區(qū)混凝土中氯離子擴(kuò)散性的影響;基于稱重法和三維激光掃描技術(shù)兩種方法,對(duì)比研究了不同暴露環(huán)境和彎曲荷載水平下,不同水灰比混凝土中的受拉鋼筋的均勻銹蝕率及不均勻銹蝕隨機(jī)性;預(yù)測(cè)了不同暴露條件下RC梁的受拉鋼筋初始銹蝕時(shí)間,分析了不同暴露條件下受拉鋼筋初始銹蝕的臨界氯離子濃度的概率分布類型。本文研究?jī)?nèi)容主要包含如下:1.建立了考慮彎曲荷載作用下混凝土不同深度處應(yīng)力狀態(tài)影響的表觀氯離子擴(kuò)散系數(shù)的時(shí)變模型,對(duì)比一般的簡(jiǎn)化氯離子擴(kuò)散時(shí)變模型和已有的試驗(yàn)的實(shí)測(cè)數(shù)據(jù),驗(yàn)證了本文提出的時(shí)變模型的合理性。2.基于本文提出的考慮應(yīng)力狀態(tài)影響的混凝土氯離子擴(kuò)散的時(shí)變模型,以及自然潮差環(huán)境下的RC梁長(zhǎng)期暴露試驗(yàn),研究了彎曲荷載作用對(duì)不同受力區(qū)混凝土中氯離子擴(kuò)散的影響,并在此基礎(chǔ)上進(jìn)一步分析了自然潮差環(huán)境與彎曲荷載耦合作用下加速受壓區(qū)混凝土中氯離子擴(kuò)散的臨界壓應(yīng)力。3.基于模擬潮差環(huán)境下受彎RC梁的長(zhǎng)期暴露試驗(yàn),分析了受彎RC梁的受拉鋼筋銹蝕的時(shí)變過(guò)程和受拉鋼筋的不均勻銹蝕隨機(jī)性。4.基于受拉鋼筋質(zhì)量銹蝕率的時(shí)變模型,預(yù)測(cè)了不同暴露環(huán)境、不同彎曲荷載水平以及不同水灰比的RC梁中受拉鋼筋的初始銹蝕時(shí)間,并對(duì)比研究了不同暴露條件下RC梁混凝土中受拉鋼筋初始銹蝕的臨界氯離子濃度的概率分布類型。
【圖文】：

鋼筋的應(yīng)力激增，并通過(guò)粘結(jié)力向未開(kāi)裂的混凝土傳遞拉應(yīng)力，使得梁中繼續(xù)出現(xiàn)拉裂縫，在受拉鋼筋屈服時(shí)（即達(dá)到屈服彎矩yM ）帶裂縫工作階段結(jié)束；進(jìn)入破壞階段，由于鋼筋已達(dá)到屈服點(diǎn)，作用較小的荷載增量，RC 梁也會(huì)產(chǎn)生較大的變形，隨著梁截面不同受力區(qū)混凝土內(nèi)的裂縫繼續(xù)發(fā)展，直至荷載作用達(dá)到梁截面所能承受的極限彎矩（uM ）后，，RC 梁截面受壓區(qū)混凝土被壓碎，梁正截面發(fā)生受彎破壞。由上述分析可知，當(dāng)彎曲荷載增大至較高水平后，RC 梁受拉區(qū)混凝土?xí)a(chǎn)生開(kāi)裂，且隨彎曲荷載水平的增加，混凝土中的裂縫會(huì)不斷發(fā)展，導(dǎo)致其內(nèi)部結(jié)構(gòu)發(fā)生改變，甚至混凝土內(nèi)部出現(xiàn)較大的裂縫，從而改變了混凝土中氯離子傳輸方式，F(xiàn)ick 第二定律不再適用于描述該階段混凝土氯離子傳輸?shù)倪^(guò)程。因此，為獲取彎曲荷載下氯離子在混凝土中的擴(kuò)散模型，本文僅研究彈性階段內(nèi)彎曲構(gòu)件中的氯離子傳輸特點(diǎn)。彈性階段前期，荷載較小時(shí)，RC 構(gòu)件受拉區(qū)和受壓區(qū)混凝土的應(yīng)力分布為線性分布，如圖 2-1。

圖 3-1 原位暴露試驗(yàn) RC 梁的配筋和加載示意圖（mm）Figure 3-1. Schematic diagram of loading method and cross section of RC beams (mm根據(jù)上述方法，對(duì) 68 根 RC 梁（=2×4×4×2+2×2，分別代表 2 個(gè)水灰比暴露時(shí)間，4 種彎曲荷載水平，2 根相同加載條件的梁以及 2 個(gè)水灰比各 2 根梁）進(jìn)行測(cè)試[102]。其中，取 2 根相同測(cè)試條件的梁是為了消除試驗(yàn)材料等的性對(duì)試驗(yàn)結(jié)果的影響，1 根用于測(cè)試混凝土中氯離子濃度分布，另外 1 根用試承載力以分析混凝土中鋼筋的銹蝕和銹蝕鋼筋對(duì)承載力的影響；2 根參考于測(cè)試室內(nèi)自然養(yǎng)護(hù) 28 d 后，測(cè)試其極限承載力值（2 根的平均值），測(cè)試果如表 3-1 所示。按設(shè)定的荷載加載之后，在其側(cè)面涂上環(huán)氧樹(shù)脂，以梁的上下表面作為氯的入侵面，然后將所有試驗(yàn) RC 梁（除測(cè)試初始承載力的參考梁之外）放置定位置進(jìn)行原位暴露試驗(yàn)。試驗(yàn) RC 梁的暴露時(shí)間分別為 240 d、480 d、63 780 d。3 自然潮差環(huán)境下 RC 梁混凝土的自由氯離子濃度
【學(xué)位授予單位】：浙江工業(yè)大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2019
【分類號(hào)】：TU375.1

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本文編號(hào)：2630613