海水腐蚀对改性碳纳米管-PVA混杂纤维混凝土与钢筋粘结性能的影响

发布时间：2020-07-31 09:41

【摘要】：当前在钢筋混凝土工程中普遍存在着耐久性不足的问题,而耐久性不足引发的工程破坏也越来越严重。随着建筑物老化和环境污染的加重,钢筋混凝土结构的腐蚀已成为一个世界性难题。钢筋与混凝土粘结作用能否发挥出良好的效果,首先需要有足够的粘结力。近些年,许多学者发现可以通过在混凝土中添加纤维,纤维的添加不仅使内部钢筋不易遭受腐蚀侵害,而且能增强钢筋与混凝土粘结强度。本文的工作主要包括以下几个部分:(1)通过研究单掺入纤维到混杂纤维对混凝土力学性能的影响,测试的内容包括:立方体抗压强度、轴心抗压强度、抗折强度。研究表明,单掺聚乙烯醇(PVA)会导致混凝土的抗压强度降低,而单掺碳纳米管(CNT)的增强效果比较明显,当碳纳米管(CNT)和聚乙烯醇(PVA)混杂后,抗压强度仍然保持一定量的增强。添加纤维后的混凝土的抗折性能普遍优于普通混凝土,其中混杂纤维的抗折性能最好,对混凝土的韧性提升更加突出。(2)对各类混凝土进行模拟海水腐蚀,通过电化学加速腐蚀,然后进行中心拉拔试验,研究不同锈蚀率对钢筋混凝土粘结性能的影响。研究表明,纤维的加入能够起到一定的耐腐作用,混杂纤维的耐腐效果更佳突出,粘结强度值变化最小。(3)结合试验与理论分析,基于试验的实测粘结滑移曲线,从初始滑移到破坏端提取粘结滑移曲线对应的特征值,通过应用特征性模型,推导出锈蚀钢筋与混凝土粘结滑移的本构关系。(4)通过应用ABAQUS模拟不同锈蚀率的钢筋与混凝土之间的粘结力,引用非线性弹簧单元作为钢筋与混凝土的粘结方式,将试验结果与模拟结果进行比较,试验与模拟的误差率在合理范围内。
【学位授予单位】：苏州科技大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2019
【分类号】：TU375
【图文】：

钢筋混凝土,基础设施

凝土的越来越青睐，问题也逐渐暴露出个方面：（1）抗拉强度比较低，容易钢筋形成钢筋混凝土后，当钢筋出现锈；（3）韧性比较差，结构主要应用在出[1]；但其取材容易，且与钢筋组合具，更在一些大型的桥梁等基础设施上也来了诸多问题，随着使用年限的增加，结构出现了裂缝，人们不得不花费大量例如在一些靠近海岸工程的基础设施工）更加的严重，通过在一些东南沿海地仅结构的承载能力急剧的下降，而且维统计，世界各国在腐蚀上损失占到了国蚀又在其中占到了 40%，其影响震撼侵害，已经变成了关乎民生大计的重要题。

露筋,栏杆

图 1-2 栏杆露筋锈蚀图 1-3 底板露筋锈蚀1.2.2 研究意义随着高层建筑和大跨桥梁等结构的衍生，传统的混凝土强度已经无法满足需求。高强混凝土渐渐出现在大众的视野中，其抗压强度高、密度大、孔隙率等优点吸引了很多建筑工程师，然而韧性却一直被人们所诟病，随着研究的不断深入，许多学者发现，通过在混凝土中添加纤维能够改变混凝土的力学性能，诸如钢纤维、聚乙烯醇、碳纤维等。加入纤维后的混凝土，一方面，结构韧性能够很好的得到改善，另一方面，纤维的加入能够提高混凝土的耐久性。通常混凝土中的钢筋在遭受氯离子的侵蚀后，结构会发生张裂，紧接着基体出现剥落，大大缩短了结构的使用寿命，而纤维的加入，一定程度上能够填充水化物之间的“缝隙”，间接的阻止了氯离子的侵蚀，形成了一层保护膜作用。本文主要研究聚乙烯醇和碳纳米管两种纤维，聚乙烯醇主要从宏观层面起到增韧的效果，而粒径更小的碳纳米管作为纳米级材料，能够在微观的水泥内部起

露筋,底板

【参考文献】