力与碳化耦合作用及力与盐冻循环耦合作用下TRC叠合梁性能退化研究

发布时间：2020-05-26 05:40

【摘要】：我国建筑工业化的蓬勃发展,势必带来建筑工程史上革命性的进步,本文研究的织物增强混凝土(TRC)永久性模板是采用不锈钢板网固定纤维织物网,并用高性能细骨料混凝土包裹预制成模板。一方面永久性模板对内部现浇混凝土可以起到保护作用,增强其耐久性。另一方面,永久性模板作为结构体的一部分参与结构受力,从而提高了结构的力学性能。在严酷环境下,永久模板作为结构的最外层,最先经受侵蚀作用。作为整个结构的第一道防线,保证永久模板的耐久性能会对结构整体的耐久性和使用寿命起到至关重要的作用。本文主要从力与碳化耦合作用下TRC叠合梁的力学性能及力与盐冻侵蚀耦合作用下TRC叠合梁的性能劣化两方面进行了深入研究。其具体研究内容如下:(1)对不同应力水平作用下的TRC叠合梁和普通RC梁进行28d加速碳化试验,随后在正常环境下测定其正截面受弯承载力和碳化深度,观察各组试验梁的破坏形态及力学性能变化情况并与普通RC梁进行对比分析。试验结果表明:未受应力作用的TRC叠合梁碳化后较碳化前承载能力略有提升,极限荷载相比碳化前提升了5.88%。碳化后的TRC叠合梁较普通RC梁,变形控制能力更为优秀,屈服荷载、开裂荷载退化程度更小。同一碳化龄期条件下受不同应力水平作用的TRC叠合梁,所受应力水平越高,承载力数据下降幅度越大。但是整体的下降幅度有限,受0.6应力水平作用的叠合梁极限荷载较碳化前下降8.82%。在应力作用下TRC叠合梁的碳化速度大于无应力状态下碳化速度。应力水平越高,碳化深度增幅越大,在梁底跨中处碳化深度增幅最为明显。在相同应力水平和碳化龄期下,TRC叠合梁的碳化深度要明显小于普通RC梁;(2)根据实测碳化深度数据拟合得出TRC叠合梁碳化深度弯曲应力影响系数。碳化深度显示28d短期加速碳化未能穿透混凝土保护层,对内部钢筋不造成影响,试验中应力水平起到了主要的控制作用。(3)考虑冻融循环次数、NaCl溶液浓度、应力水平三重因素耦合作用对若干组TRC叠合梁和普通RC梁进行冻融循环试验,对冻融后试验梁进行表观形态分析,随后进行正截面受弯承载力试验,取混凝土试样进行SEM和XRD试验分析冻融后混凝土内部物相组成。试验结果表明:在相同的冻融循环次数和应力水平作用下,普通RC梁的力学性能退化幅度远大于TRC叠合梁。这说明TRC叠合梁梁体外部的U型TRC-SIP-F可以延缓梁体开裂的进程,并且U型TRC-SIP-F可以有效减缓氯离子侵蚀的速度,降低冻融循环对梁体的破坏程度;冻融循环次数对TRC叠合梁的劣化程度影响最大,冻融循环次数越多,混凝土的损伤程度越严重,试验梁越容易发生剪切破坏而不是适筋梁破坏,从而导致极限承载力下降情况更为严重。而且随着冻融循环次数的不断增多,试件的劣化速度不断加快;相较高浓度的Cl~-,中低浓度的Cl~-对混凝土造成的腐蚀更为严重,盐溶液会在冻融循环过程中使得混凝土内部产生足够大的结冰压,使混凝土产生严重破坏,从而影响构件的整体性能;(4)对盐冻循环后的TRC叠合梁抗弯承载力进行公式推导,推导结果和试验实测值吻合情况良好。
【学位授予单位】：江苏科技大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2018
【分类号】：TU755.21

【参考文献】