【摘要】：氯離子引起的鋼筋混凝土銹脹開裂是建筑工程面臨的主要問題之一,而其中混凝土保護層的臨界銹脹開裂指標是評價結(jié)構(gòu)使用壽命的重要指標。目前,國內(nèi)外眾多學者從銹脹試驗、經(jīng)驗公式、理論模型等角度對此展開了相關(guān)的研究工作,并取得了豐碩的研究成果。但截至目前,現(xiàn)有的研究大都只采用一種方式進行試驗,并未從多種試驗方式同時入手,從而對獲取的臨界開裂時間等劣化參數(shù)進行橫向比較,以提高試驗結(jié)果的可靠性;此外,既有的大多數(shù)銹脹開裂模型仍一直忽略混凝土保護層內(nèi)部不同位置存在的原生缺陷,沒有深入考慮保護層中存在的實際初始缺陷對銹脹破壞的影響等問題;再者,在細觀測試分析中,眾多研究大都局限于探索鋼筋橫截面的二維非均勻銹蝕分布信息,很少有涉及對三維非均勻銹層分布特性的有效提取,即當前的研究并不能真正地反映真實的三維非均勻銹蝕狀態(tài)。因此,本文結(jié)合國家自然科學基金項目(51278304),從試驗的角度深入分析了不同銹蝕環(huán)境下混凝土結(jié)構(gòu)的開裂指標和銹脹影響因素,并結(jié)合XCT技術(shù),觀察在不同銹蝕環(huán)境下鋼筋的銹蝕情況及內(nèi)部缺陷與裂縫開展之間的關(guān)系,并在此基礎上,對銹蝕產(chǎn)物的填充和裂縫的衍生過程進行連續(xù)性動態(tài)變化研究,為真實情況下的混凝土銹脹理論研究提供十分寶貴的試驗參數(shù)。本文的主要內(nèi)容包括:(1)制作用于通電、干濕、鹽霧三種銹蝕方式的鋼筋混凝土試樣,開展相關(guān)銹蝕試驗,得到上述三種試驗條件下的保護層臨界銹脹開裂指標,并發(fā)現(xiàn)干濕和鹽霧循環(huán)銹蝕方式下,保護層的開裂時間約為通電試樣開裂時間差距的2倍;同規(guī)格試樣在三種腐蝕條件下,隨著混凝土保護層厚度的增加,試樣的開裂時間越長;保護層厚度條件一定時,鋼筋的直徑越大,開裂時間越長,并對已有的理論模型進行了修正;(2)對上述三種不同銹蝕方法下的相同裂縫寬度的鋼筋混凝土試樣進行XCT掃描,獲得真實情況下的銹蝕產(chǎn)物和裂縫的三維空間分布、相互關(guān)系以及鋼筋銹蝕率、體積膨脹率等定量分析結(jié)果,試驗結(jié)果發(fā)現(xiàn),干濕和鹽霧的銹蝕形式更趨于非均勻銹蝕,通電銹層厚度變化更均勻,銹蝕形式相對趨于均勻銹蝕,并通過SEM和EDS試驗,驗證XCT試驗結(jié)果的可靠性;(3)對含初始缺陷試樣的銹脹開裂數(shù)據(jù)進行深入研究,定量分析各因素對開裂時間的影響程度,發(fā)現(xiàn)保護層厚度對于開裂時間的影響程度最大,變化率為137%;初始缺陷尺寸的影響程度最小,變化率為20%;中部初始缺陷試件開裂時間的變化率大于表面缺陷,因此實際工程中更需考慮中部缺陷對于結(jié)構(gòu)耐久性的影響;(4)引入含不同位置初始缺陷的試樣,并與未設置初始缺陷的試樣進行對比,在設置多個銹蝕階段的基礎上,利用XCT對鋼筋混凝土試樣內(nèi)部的銹蝕膨脹過程進行無損的全過程細觀測試,分析內(nèi)部三維空間分布及銹蝕產(chǎn)物與裂縫之間的動態(tài)關(guān)系,發(fā)現(xiàn)含初始缺陷的試樣,各個階段的最大銹層厚度皆出現(xiàn)在缺陷和大裂縫附近區(qū)域(±15o),說明缺陷和銹峰位置對含初始缺陷試樣的大裂縫開展影響很大;銹峰對無缺陷試樣大裂縫開展的影響大。綜上所述,本文研究將為我國氯鹽環(huán)境下鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)使用壽命評價及其維修加固提供基礎性的成果支持。
【學位授予單位】：深圳大學
【學位級別】：碩士
【學位授予年份】：2017
【分類號】：TU755.7

【參考文獻】

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本文編號：2640155