长期荷载大小对腐蚀环境下碳纤维加固梁耐久性影响研究

摘要

碳纤维加固修补混凝土结构技术已在众多国家得到广泛应用，但对于加固后的结构、构件在海水腐蚀条件下的强度及耐久性研究却十分有限，国内对该领域的研究也很少。本文拟采用试验方法，对碳纤维加固后的钢筋混凝土梁在海水腐蚀条件下的耐久性及抗弯强度进行研究。混凝土结构的耐久性问题十分复杂，影响耐久性的因素有很多，如混凝土强度、荷载大小、水灰比、混凝土保护层厚度、密实性等。本试验仅对在不同长期荷载作用下的碳纤维加固混凝土梁进行试验研究。 本试验设计了6根同样配筋的钢筋混凝土梁，并进行同样的碳纤维加固，对碳纤维加固后的试验梁分别施加从0.2Mu(Mu为碳纤维加固梁极限弯矩值)到0.7Mu大小不等的长期荷载，置于相同的模拟人工海水腐蚀条件下，进行腐蚀试验。比较其在腐蚀后的挠度、应变、钢筋锈蚀情况、钢筋截面损失率等，对其进行耐久性及抗弯强度分析。试验表明：长期荷载大小对碳纤维加固梁的耐久性及抗弯强度有较大影响：长期荷载小的碳纤维加固梁的抗弯强度损失少，抗腐蚀及耐久性较好；而长期荷载大的梁抗弯强度损失大，抗腐蚀性及耐久性较差。 氯离子主要通过混凝土的裂缝与钢筋接触来腐蚀钢筋。承受长期荷载小的梁由于所受荷载小，梁上的裂缝数量少，宽度小且裂缝开展缓慢，从而减少了氯离子与钢筋的接触面积，其钢筋锈蚀较为轻微，结构耐久性损失较小：而承受长期荷载大的梁其梁上的裂缝数量多，宽度大、裂缝开展较快，氯离子通过裂缝对钢筋的腐蚀速度也较快，从而导致梁的钢筋锈蚀严重，结构耐久性损失也较大。 本文对碳纤维加固梁在腐蚀环境下的耐久性进行了一些探索，但由于耐久性的复杂性，取得的成果是非常有限的，仅希望能对碳纤维加固钢筋混凝土结构的引入研究起抛砖引玉的作用。

目录

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声明

第一章绪论

1.1引言

1.2海水环境对钢筋混凝土结构的腐蚀

1.3防腐及修补技术

1.3.1环氧涂层钢筋

1.3.2符合环境保护要求的渗入型阻锈剂

1.3.3阴极保护及电化学处理

1.3.4纤维加劲塑料

1.4外贴碳纤维布补强加固混凝土结构技术

1.5氯腐蚀环境下混凝土结构耐久性研究现状

1.6课题的引出及研究内容

第二章钢筋混凝土结构在海水中的腐蚀

2.1海水对混凝土的侵蚀

2.1.1引言

2.1.2海水对混凝土的侵蚀机理

2.2海水对钢筋的侵蚀

2.2.1概述

2.2.2海水对钢筋的腐蚀

2.2.3钢筋腐蚀机理

2.2.4钢筋混凝土结构中影响钢筋腐蚀的主要因素

第三章碳纤维加固混凝土腐蚀梁耐久性能试验研究

3.1试验目的

3.2试验设计

3.2.1试件设计参数

3.2.2试件测点布置及观测内容

3.2.3钢筋上应变片的粘贴

3.2.4混凝土及碳纤维上应变片的粘贴

3.3试件材料性能及参数

3.3.1混凝土

3.3.2钢筋

3.3.3应变片

3.3.4碳纤维

3.3.5粘结剂

3.3.6实验用腐蚀液

3.4试件的加固

3.5试验流程

3.6试验装置

3.7试验荷载数值的确定

第四章碳纤维加固混凝土腐蚀梁耐久性试验及结果分析

4.1试验梁的挠度分析

4.2试件的裂缝分析

4.3应变分析

4.3.1梁底纵筋应变分析

4.3.2混凝土应变分析

4.3.3碳纤维应变分析

4.4碳纤维加固混凝土腐蚀梁极限承载力分析

4.5钢筋锈蚀分析

4.6试件电阻变化分析

4.7顺筋裂缝出现时间分析

第五章结论与展望

5.1结论

5.2不足与展望

致 谢

参考文献

个人简历