氯盐环境下过载损伤混凝土梁中氯离子分布及渗透性的研究

发布时间：2017-04-07 15:01

  本文关键词：氯盐环境下过载损伤混凝土梁中氯离子分布及渗透性的研究，由笔耕文化传播整理发布。

【摘要】：钢筋锈蚀是影响混凝土桥梁结构耐久性的主要因素之一,钢筋锈蚀的主要成因是氯离子的侵蚀,在华南沿海地区的湿热氯盐环境下,这一现象更为严重。而随着我国公路交通的迅猛发展,车辆超载日益严重,往往对混凝土桥梁产生结构损伤,使得混凝土构件带超限裂缝工作,加快了氯离子的渗透速度。纤维增强复合材料(FRP)加固和钢板加固是修复受损桥梁的主要方法,不仅能提高结构的强度和刚度,对结构裂缝的封闭亦可减缓氯离子的渗透。本文对氯盐环境下未加固和加固的超载损伤混凝土梁的氯离子含量分布进行了研究,探讨了FRP和钢板加固对氯离子含量的影响；另外,使用电通量法对具有不同裂缝宽度和深度混凝土试块的氯离子渗透性进行了研究,分析裂缝尺寸对氯离子渗透性的影响。主要研究内容和结论如下：(1)未在氯盐环境下干湿循环的对比梁其氯离子含量为0.017%,而氯盐环境下干湿循环3个月的FRP加固未损伤梁和损伤梁其平均氯离子含量分别为0.047%和0.054%,其中损伤梁中裂缝位置处的氯离子含量高达0.077%；干湿循环6个月的FRP加固未损伤梁和损伤梁其平均氯离子含量分别为0.09%和0.108%。钢板加固梁中氯离子的分布规律与FRP加固梁类似。这表明：氯盐环境下干湿循环后,混凝土梁中氯离子的含量大幅增加,并且随着干湿循环时间的延长混凝土梁中氯离子含量增加；损伤梁干湿循环后的平均氯离子含量比未损伤梁的平均氯离子含量略大,但差距不显著；损伤梁裂缝位置处氯离子的渗透程度大大加剧,但对周围混凝土的氯离子含量影响不大。(2)混凝土梁横截面中间位置处氯离子含量主要受底部渗透的影响,而两侧位置处氯离子含量受底部和侧面渗透共同作用的影响。对于FRP加固的未损伤梁,氯盐环境下干湿循环3个月的混凝土梁其横截面中间位置处和两侧位置处的氯离子平均含量分别为0.047%和0.088%,干湿循环6个月的梁横截面中间和两侧的氯离子平均含量分别为0.09%和0.185%；而对于钢板加固未损伤梁,干湿循环3个月梁横截面中间和两侧的氯离子平均含量分别为0.073%和0.144%,干湿循环6个月的梁横截面中间和两侧的氯离子平均含量分别为0.114%和0.198%。可见无论是FRP还是钢板加固梁,横截面中间位置处的氯离子含量显著低于两侧位置的氯离子含量,这表明底部加固能有效阻碍氯离子从底部的渗透。对比FRP和钢板加固梁,同一横截面上无论是两侧位置处还是中间位置处,FRP加固梁的氯离子含量都略低于钢板加固梁的氯离子含量,这是由于FRP加固是满铺形式,而钢板加固则是非满铺,这使得钢板加固梁底部氯离子的渗透程度相对较大,这表明加固形式对氯离子的渗透也有一定的影响。(3)通过电通量法对带裂缝试件进行氯离子电通量测定,结果表明,当裂缝深度不变时,在裂缝宽度0.1～0.4mm范围内,氯离子的扩散系数随着裂缝宽度的增加呈现先增加后减小；当裂缝宽度不变时,在裂缝深度10～25mm范围内,氯离子的扩散系数随着裂缝深度的增大而增大,呈线性增长。
【关键词】：混凝土梁 氯离子含量 干湿循环 加固 电通量
【学位授予单位】：广东工业大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2016
【分类号】：U445.73
【目录】：

• 摘要4-6
• ABSTRACT6-12
• 第一章 绪论12-20
• 1.1 研究背景及意义12-13
• 1.2 国内外研究现状13-18
• 1.2.1 混凝土中氯离子渗透及分布的研究13-15
• 1.2.2 裂缝对混凝土中氯离子渗透及分布的影响15-16
• 1.2.3 氯盐环境条件对混凝土中氯离子分布及含量的影响16-18
• 1.3 目前研究工作存在的问题18
• 1.4 本文的研究内容18-20
• 第二章 混凝土梁试验概况20-29
• 2.1 试验目的20
• 2.2 试验设计20-23
• 2.3 试验方法23-24
• 2.3.1 过载损伤试验23-24
• 2.3.2 氯盐试验环境24
• 2.4 试验数据的采集24-26
• 2.4.1 取样方法24-25
• 2.4.2 样品研磨处理25-26
• 2.4.3 化学试剂26
• 2.4.4 分析方法26
• 2.5 试验装置26-28
• 2.6 本章小结28-29
• 第三章 氯盐环境下过载损伤混凝土梁的氯离子的分析29-47
• 3.1 未加固梁的氯离子分布及对试验梁承载力的影响29-32
• 3.2 FRP加固梁的氯离子分布及对试验梁承载力的影响32-38
• 3.3 钢板加固梁的氯离子分布及对试验梁承载力的影响38-43
• 3.4 FRP布加固梁与钢板加固梁的对比43-45
• 3.5 本章小结45-47
• 第四章 电通量法测量带裂缝混凝土的渗透性47-62
• 4.1 试验设计及试验设备47-49
• 4.1.1 试验材料47
• 4.1.2 试验配合比47
• 4.1.3 试件的制作47-48
• 4.1.4 试件的成型48
• 4.1.5 试验设备48-49
• 4.2 试件设计49-50
• 4.3 试验原理及试验方法50-52
• 4.3.1 试验原理50-51
• 4.3.2 试验方法51-52
• 4.4 带裂缝混凝土试件氯离子渗透性试验结果分析52-61
• 4.4.1 裂缝宽度对氯离子扩散系数的影响53-57
• 4.4.2 裂缝深度对氯离子扩散系数的影响57-61
• 4.5 本章小结61-62
• 结论与展望62-64
• 参考文献64-68
• 攻读学位期间发表的论文68-70
• 致谢70

【参考文献】

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本文编号：290671