酸雨環(huán)境下CFRP增強鋼筋混凝土受彎構(gòu)件長期受到H+與SO42-等有害介質(zhì)腐蝕作用,導(dǎo)致混凝土構(gòu)件力學(xué)性能和耐久性退化,造成重大經(jīng)濟損失,已成為土木工程界面臨的一項挑戰(zhàn)。酸雨腐蝕及二次銹蝕條件下CFRP增強鋼筋混凝土受彎構(gòu)件耐久性的退化主要緣于混凝土材料及粗骨料-砂漿界面過渡區(qū)物理力學(xué)性能、鋼筋銹蝕狀態(tài)和CFRP-混凝土界面粘結(jié)性能的劣化,相關(guān)研究亟待開展。本文在國內(nèi)外有關(guān)酸雨環(huán)境下混凝土力學(xué)性能和耐久性研究基礎(chǔ)上,在國家自然科學(xué)基金(51178069)和國家建設(shè)高水平大學(xué)公派研究生項目(201506570009)共同資助下,從微觀、細觀和宏觀尺度開展試驗研究、理論分析、數(shù)值模擬和現(xiàn)場監(jiān)測,探討了酸雨環(huán)境下混凝土及界面過渡區(qū)物理力學(xué)性能、鋼筋銹蝕狀態(tài)、CFRP-混凝土界面粘結(jié)性能和CFRP增強混凝土梁抗彎性能的劣化機理。主要研究工作包括:1.酸雨環(huán)境下混凝土及粗骨料-砂漿界面過渡區(qū)物理力學(xué)性能研究。從微觀尺度利用掃描電鏡、能譜分析和納米壓痕等試驗方法揭示酸雨腐蝕對混凝土內(nèi)部粗骨料-砂漿界面過渡區(qū)物理性能(微觀形貌、表面裂縫和元素組成)和力學(xué)性能(硬度、剛度和彈性模量)的影響;提出受酸雨腐蝕砂漿與界面過渡區(qū)應(yīng)力-應(yīng)變關(guān)系修正權(quán)型;建立包含粗骨料、砂漿和界面過渡區(qū)三相組成的混凝土數(shù)值模型,從細觀尺度探討酸雨腐蝕對混凝土開裂、損傷擴展和破壞模式的影響規(guī)律。2.混凝土內(nèi)部鋼筋銹蝕狀態(tài)監(jiān)測與評價。從宏觀尺度利用電加速腐蝕試驗、氯離子單向擴散計算模型和工程監(jiān)測等方法,建立腐蝕電位與鋼筋銹蝕率、氯離子擴散深度和特定位置氯離子濃度之間的關(guān)系,并應(yīng)用試驗結(jié)果對實際工程中鋼筋銹蝕狀態(tài)進行評價;提出基于光纖光柵光折變特性和碳納米管壓敏特性的兩種混凝土內(nèi)部鋼筋銹蝕狀態(tài)監(jiān)測方法。3.酸雨環(huán)境下CFRP-混凝土界面粘結(jié)性能研究。從宏觀尺度利用單剪試驗和內(nèi)聚力牽引-分離行為得到受酸雨腐蝕CFRP-混凝土界面粘結(jié)應(yīng)力、滑移量和斷裂能,建立粘結(jié)-滑移關(guān)系,揭示酸雨腐蝕對CFRP剝離破壞過程的影響;從微觀尺度利用納米壓痕技術(shù)探討酸雨對環(huán)氧樹脂膠基-砂漿界面元素含量和彈性模量的影響規(guī)律。4.酸雨環(huán)境及二次銹蝕條件下CFRP增強混凝土梁抗彎性能研究。利用四點彎曲試驗方法,從宏觀尺度揭示酸雨環(huán)境下CFRP增強混凝土梁抗彎性能(混凝土強度、損傷深度、一階頻率、應(yīng)變分布、荷載-撓度曲線、延性、極限承載力、開裂模式、損傷擴展和破壞模式)的劣化機理;探討聲發(fā)射參數(shù)(RA、AF和b值)與CFRP增強混凝土梁開裂模式之間的關(guān)系;建立CFRP增強混凝土梁裂縫分形維數(shù)與其抗彎性能之間的聯(lián)系;揭示二次銹蝕條件下CFRP增強混凝土梁抗彎承載力退化規(guī)律。
【學(xué)位單位】：大連海事大學(xué)
【學(xué)位級別】：博士
【學(xué)位年份】：2018
【中圖分類】：TU37
【部分圖文】：

細觀材料力學(xué)性能退化，微細觀尺度下不同材料及材料間界面粘結(jié)性能等多種劣??化過程相互耦合，最終形成宏觀尺度下結(jié)構(gòu)耐久性退化。受酸雨腐蝕鋼筋混凝土??結(jié)構(gòu)如圖１．２所示。??Ｈ＇?，叫避涵??圖１．２受酸雨腐蝕混凝土結(jié)構(gòu)??Ｆｉｇ?１．２?Ｃｏｎｃｒｅｔｅ?ｓｔｒｕｃｔｕｒｅｓ?ｅｘｐｏｓｅｄ?ｔｏ?ａｃｉｄ?ｒａｉｎ?ｃｏｒｒｏｓｉｏｎ??纖維增強材料（Ｆｉｂｅｒ?Ｒｅｉｎｆｏｒｃｅｄ?Ｐｏｌｙｍｅｒ，ＲＦＰ）在混凝土加固結(jié)構(gòu)中廣泛應(yīng)??用，根據(jù)纖維成分不同主要分為碳纖維增強材料（Ｃａｒｂｏｎ?Ｆｉｂｅｒ?Ｒｅｉｎｆｏｒｃｅｄ?Ｐｏｌｙｍｅｒ，??ＣＦＲＰ）、玻璃纖維增強材料（Ｇｌａｓｓ?Ｆｉｂｅｒ?Ｒｅｉｎｆｏｒｃｅｄ?Ｐｏｌｙｍｅｒ，ＧＦＲＰ）、玄武巖纖??維增強材料（Ｂａｓａｌｔ?Ｆｉｂｅｒ?Ｒｅｉｎｆｏｒｃｅｄ?Ｐｏｌｙｍｅｒ，ＣＦＲＰ）和芳纟侖纖維增強材料（Ａｒａｍｉｄ??Ｆｉｂｅｒ?Ｒｅｉｎｆｏｒｃｅｄ?Ｐｏｌｙｍｅｒ，ＡＦＲＰ）等主要加固形式有纖維板、纖維布和纖??維筋等［１２］。其中ＣＦＲＰ布是應(yīng)用最為廣泛的加固材料之一，其具有質(zhì)量輕、耐腐??蝕、耐疲勞、抗拉性能高和適應(yīng)性強等特點

縫分形維數(shù)與ＣＦＲＰ增強混凝土梁抗彎性能之間的關(guān)系；對ＣＦＲＰ增強混凝土梁在??二次銹蝕條件下的抗彎性能進行試驗分析與評價。??論文技術(shù)路線如圖１．４所示。??材料層次?、、??７??＼??；???｜微觀形貌｜｜元素含量｜｜裂縫特征??Ｉ?混凝土材料□！〇＞！??Ｉ??＇???１?開裂、損傷擴展與破壞模式?｜??混凝土?ｈ??！??Ｐ物理力學(xué)性能ｗ????＇???！?基于納米壓痕的力學(xué)性能分析??酸丨?界面過渡區(qū)□＝＞?Ｉ??雨｜??１?開裂、損傷擴展與破壞模式?丨??環(huán)Ｉ???！??下丨?鋼筋銹蝕狀態(tài)試驗研究?Ｉ??〇???：??｜?ｄ＝＞｜鋼筋銹蝕狀態(tài)｜ｃ＝＾｜混凝土內(nèi)部鋼筋銹蝕監(jiān)測??ｉｆ?＇?｜鋼筋銹蝕狀態(tài)監(jiān)測方法研究??強????ｇ?！????盟！?｜?ＣＦＲＰ－混凝土界面粘結(jié)性能試驗研宄??ｆ?ＣＦＲＰ－混凝土界面粘結(jié)性能基于納米壓痕的界面力學(xué)性能分析?ｊ??６、、、?｜?ＣＦＲＰ－混凝土界面剝離破壞過程分析｜／Ｚ??褐?、、??一」??＃????ｗ?，－構(gòu)件層次?、??ｇ?Ｉ??＾?｜開裂荷載｜極限荷戟Ｄ??ｇ?ｄｚ）?ＣＦＲＰ增強混凝土梁抗彎性能??－?Ｉ??宄！??１?應(yīng)變分布一階頻率?＾＾?！??！??Ｖ?｛＝＝＾?卜形理??｜?＇?二次銹蝕條件下?｜燒丨璧?延性?ｃ．，？ｊ??混凝土加固梁抗彎性能?開裂模式損傷擴展Ｊ??ｖ?Ｊ??、一????????????一?

根據(jù)我國遼寧地區(qū)酸雨成分報告，典型組成為硫酸型酸雨，常見ｐＨ值為??５．０－５．５＂６９］。主要陽離子有Ｃａ２＇?Ｍｇ２＼?Ｋ＋、Ｎａ＋和ＮＨ４＋等；主要陰離子有Ｓ０４２－、??Ｎ０３＿和（：１＿等［１９］。典型酸雨化學(xué)成分及比例關(guān)系如表２．３和圖２．２所示。??表２．３我國典型酸雨離子濃度（單位：坤ｑ／Ｌ）??Ｔａｂ．?２．３?Ｉｏｎｉｃ?ｃｏｎｃｅｎｔｒａｔｉｏｎｓ?ｏｆ?ｔｈｅ?Ｅｐｉｃａｌ?ａｃｉｄ?ｒａｉｎ?ｉｎ?Ｃｈｉｎａ?（ｕｎｉｔ：?ｊｉｅｑ／Ｌ）??年份?Ｓ０４２－?Ｎ０３＇?ＮＨ４＋?Ｍｇ２＋?Ｃａ２＋?Ｓ０４２７Ｎ０，（ＮＨ４、Ｃａ２＋）／（Ｓ０４２－＋ＮＣＶ）??２０１５?３４３．５?４０．２?２４９．５?３８．７?１１２．４?８．５４?０．９０??１．４５％??１４．０９％?｜—￣??／＾＝ｉ?＼?關(guān)?ＮＨ，??＼?圓?ＮＯ，??＇ｆ．°６％?斷??Ｗ??３１．２８％??圖２．２我國典型酸雨離子比例??Ｆｉｇ．?２．２?Ｉｏｎｓ?ｐｅｒｃｅｎｔａｇｅ?ｏｆ?ｔｙｐｉｃａｌ?ａｃｉｄ?ｒａｉｎ?ｉｎ?Ｃｈｉｎａ??Ｓ０４２＿相對含量為Ｎ０３＿的８．５４倍，為主要腐蝕陰離子；ｃｒ相對含量較少因此忽??
【參考文獻】

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1 張黎明;馬紹瓊;任明遠;蔣圣群;王在泉;王金良;;不同圍壓下巖石破壞過程的聲發(fā)射頻率及b值特征[J];巖石力學(xué)與工程學(xué)報;2015年10期

2 姜健;徐惠;唐軼繁;;酸雨模擬液侵蝕混凝土的損傷劣化研究[J];硅酸鹽通報;2015年05期

3 金瀏;杜修力;;基于細觀單元等效化方法的混凝土動態(tài)破壞行為分析[J];工程力學(xué);2015年04期

4 欒海洋;范穎芳;王大為;任超;;基于分形理論的CFRP布增強混凝土梁抗彎性能研究[J];工程力學(xué);2015年04期

5 郝海霞;張建仁;高勇;彭暉;蔡長豐;;表層嵌貼CFRP-混凝土界面粘結(jié)性能簡化分析[J];中國公路學(xué)報;2015年04期

6 程佳惠;李金娟;孫廣權(quán);張維;張燕美;;典型酸雨城市降水、降塵中陰陽離子分布特征及其相關(guān)性[J];環(huán)境科學(xué)學(xué)報;2015年06期

7 杜修力;揭鵬力;金瀏;;不同加載速率下界面過渡區(qū)對混凝土破壞模式的影響[J];水利學(xué)報;2014年S1期

8 許崇法;曹雙寅;范沈龍;劉其偉;;多因素作用下混凝土中性化深度數(shù)值模擬[J];中國公路學(xué)報;2014年07期

9 許崇法;曹雙寅;范沈龍;劉其偉;;應(yīng)力、碳化及酸雨作用下混凝土中性化試驗研究[J];土木工程學(xué)報;2014年05期

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1 欒海洋;不同尺度酸雨環(huán)境下混凝土力學(xué)性能研究[D];大連海事大學(xué);2012年

本文編號：2838229