TRC加固RC梁氯盐侵蚀模拟及受弯性能的试验研究

发布时间：2020-10-13 18:38

　　 纤维编织网增强混凝土(即Textile Reinforced Concrete,简称“TRC”)因其良好的限裂性,耐腐蚀性以及和混凝土结构的协调性而具有广泛的应用前景,尤其适用于海洋环境下混凝土结构的修复和加固。目前,关于TRC加固梁在常规环境下受弯性能的研究较多,而在氯盐侵蚀环境中耐久性能的研究较少,尤其在氯离子传输方面的研究还未见公开报道。为进一步验证TRC在海工混凝土结构加固方面的可行性和适用性,本文主要对氯盐干湿循环环境下TRC加固梁受弯耐久性能进行试验研究,包括氯离子传输性能和受弯力学性能两方面,考虑了氯盐浓度、干湿循环次数、持载应力、加固层数以及短切纤维掺量等因素的影响。最后,基于试验结果,提出了在新边界条件下氯离子在TRC加固层内的扩散方程,并对氯盐干湿循环作用下TRC加固梁受弯极限承载力的计算公式进行了修正。具体结论如下:1)随着氯盐浓度的提高,TRC氯离子含量和扩散系数提高;TRC氯离子含量随干湿循环次数的增加而提高,扩散系数随干湿循环次数的增加而减小,当干湿循环次数达到330次时,会对TRC基体的微观结构造成较明显的损伤;持载应力作用能促进TRC氯离子的渗透,使氯离子含量和扩散系数较大,并对TRC基体微观结构造成较大的损伤;相比加固梁,未加固梁的TRC氯离子含量和扩散系数明显较大,但加固层数的增加对氯离子的含量及扩散系数影响不大;一定量的短切纤维掺量有利于提高TRC基体的抗氯离子渗透性能。2)氯盐浓度的提高使加固梁裂缝发展与挠度变化加快,承载力下降;当干湿循环次数较低时,干湿循环次数的增加对加固梁整体力学性能的影响在波动状态。当干湿循环次数达到330次时,加固梁的力学性能下降较明显;当持载应力较小时,加固梁在裂缝,挠度和承载力等方面性能降幅较大。当持载应力较大时,加固梁的力学性能有所提升,且相比未持载梁,降幅较小;相比加固梁,未加固梁裂缝与挠度发展较快,各荷载降幅较大,尤其是开裂荷载;随着短切纤维掺量的提高,加固梁力学性能提升。当短切纤维掺量达到1%时,提高幅度较为明显。3)基于Fick第二扩散定律,提出了在新边界条件下氯离子在TRC加固层内的扩散方程,并用试验数据验证了扩散方程的合理性。4)基于TRC氯离子扩散系数分析,对氯盐干湿循环作用下TRC加固梁受弯极限承载力的计算公式进行了修正,并用试验数据验证了计算公式的合理性。该论文有图52幅,表18个,参考文献90篇。
【学位单位】：中国矿业大学
【学位级别】：硕士
【学位年份】：2019
【中图分类】：TU375.1
【部分图文】：

1 绪论1 绪论1 Introduction1.1 研究背景和意义（Background and Signification）目前，由于钢筋混凝土结构成本低、力学性能好等优点而在建筑领域被广泛应用，但是调查发现，其耐久性问题也日益突出[1]。随着服役时间的增长，混凝土结构受环境侵蚀、物理作用以及其他外界因素的影响而受到损伤，逐渐劣化，甚至发生破坏[2]。尤其是处于近海区域的混凝土结构，长期受海水侵蚀及其与荷载、气候等因素的耦合作用，结构性能退化严重，导致其耐久性和服役寿命大大降低(如图 1-1,1-2)[3]。

1 绪论1 绪论1 Introduction1.1 研究背景和意义（Background and Signification）目前，由于钢筋混凝土结构成本低、力学性能好等优点而在建筑领域被广泛应用，但是调查发现，其耐久性问题也日益突出[1]。随着服役时间的增长，混凝土结构受环境侵蚀、物理作用以及其他外界因素的影响而受到损伤，逐渐劣化，甚至发生破坏[2]。尤其是处于近海区域的混凝土结构，长期受海水侵蚀及其与荷载、气候等因素的耦合作用，结构性能退化严重，导致其耐久性和服役寿命大大降低(如图 1-1,1-2)[3]。

粉煤灰；灰；剂。表 2-3 细粒混凝土配合比ble 2-3 Mix proportion of fine-grained concrete细砂 水泥 水 粉煤灰 460 475 262 168 28 天后的细粒混凝土立方体标准试块进 52.5MPa。编织网由玻璃纤维束和碳纤维束组成，固定作用，布在与碳纤维束垂直方向。2-1 所示，其相关性能如表 2-4 所示。
【参考文献】

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1 尹世平;盛杰;贾申;;纤维束编织网增强混凝土加固钢筋混凝土梁疲劳破坏试验研究[J];建筑结构学报;2015年04期

2 艾珊霞;尹世平;徐世烺;;纤维编织网增强混凝土的研究进展及应用[J];土木工程学报;2015年01期

3 尹世平;盛杰;吕恒林;贾申;;TRC加固RC梁在静载下的受弯性能[J];中国公路学报;2015年01期

4 尹世平;盛杰;徐世烺;;疲劳荷载下纤维编织网增强混凝土加固RC梁的弯曲性能[J];水利学报;2014年12期

5 陆春华;刘荣桂;崔钊玮;延永东;;干湿交替作用下受弯开裂钢筋混凝土梁内氯离子侵蚀特性[J];土木工程学报;2014年12期

6 刘子键;郑晓宁;刁波;;疲劳荷载与海水侵蚀作用下钢筋混凝土梁耐久性试验[J];建筑结构学报;2014年03期

7 金伟良;王毅;;持续荷载与氯盐作用下钢筋混凝土梁力学性能试验[J];浙江大学学报(工学版);2014年02期

8 田稳苓;张芳源;赵晓艳;慕儒;;纤维编织网增强混凝土(TRC)研究进展[J];河北工业大学学报;2013年01期

9 荀勇;尹红宇;肖保辉;;织物增强混凝土加固RC梁的斜截面抗剪承载力试验研究[J];土木工程学报;2012年05期

10 徐世烺;尹世平;;纤维编织网增强细粒混凝土加固RC受弯构件的正截面承载性能研究[J];土木工程学报;2012年01期

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2 刘伟杰;持续荷载和氯盐环境耦合作用下梁劣化性能试验研究[D];北方工业大学;2015年

3 张威;锈蚀钢筋表面特征的统计分析及其力学性能退化模型研究[D];西安建筑科技大学;2013年

4 汤敏捷;南方地区在役钢筋混凝土结构耐久性问题调查与评估[D];中南大学;2012年

5 阎轶群;纤维编织网增强混凝土加固RC梁受剪性能研究[D];大连理工大学;2011年

6 张雷;TRC抗弯加固RC梁的有限元分析[D];大连理工大学;2010年

7 张勤;织物增强混凝土（TRC）加固RC梁正截面抗弯性能试验研究[D];江苏大学;2009年

本文编号：2839551