拉伸疲劳损伤混凝土中的氯离子传输试验研究

摘要

氯离子侵蚀是影响钢筋混凝土结构耐久性的重要原因，研究氯离子在疲劳损伤混凝土中的传输机理，对钢筋混凝土结构的耐久性评估和设计具有重要实际意义。本文研究了不同疲劳应力水平下混凝土的拉伸疲劳，并利用疲劳损伤混凝土进行氯盐浸泡和干湿循环试验，分析疲劳损伤程度和矿物掺和料对混凝土中氯离子传输的影响。通过研究得到以下主要结论:
　　(1)疲劳荷载为15kN时，不同掺合料混凝土的应变相差不大;当疲劳荷载从15kN增大至27 kN时，普通混凝土中最大应变由70×10-6增大至195×10-6。应变随疲劳荷载增大前期增幅较小，后期增幅变大。
　　(2)对应同一深度，当疲劳荷载从15 kN增大至27 kN，普通混凝土中氯离子最大浓度增加了约55％。对于给定的疲劳荷载，矿渣混凝土和粉煤灰混凝土在0～20 mm深度范围的氯离子浓度分别比普通混凝土低14％和20％。
　　(3)干湿循环条件下，给定位置和侵蚀时间，疲劳荷载越大，混凝土中自由氯离子浓度越大，且氯离子浓度随着干湿循环时间延长而增大，在0～5 mm深度范围内，混凝土中的氯离子浓度最大。
　　(4)对于给定的疲劳荷载，普通混凝土达到临界氯离子浓度0.15％时的最大入侵深度比粉煤灰混凝土和矿渣混凝土分别大15 mm和20mm左右。
　　(5)对于给定的材料和扩散深度，干湿循环条件下的氯离子浓度为浸泡条件下的氯离子浓度的1～2倍。
　　(6)随着侵蚀时间的延长，混凝土氯离子浓度逐渐增加，但增加的幅度减小，氯离子扩散系数也减小。

目录

声明

摘要

第一章 绪论

1．1 研究背景及意义

1．2 国内外研究现状及分析

1．2．1 氯盐侵蚀方面的研究现状

1．2．2 荷载作用对混凝土中氯盐传输影响

1．2．3 氯离子扩散模型

1．2．4 影响氯离子在混凝土中传输的因素

1．3 当前研究存在的几个问题

1．4 本文主要研究内容

第二章 混凝土疲劳拉伸试验

2．1 引言

2．2 试验过程

2．2．1 原材料及配合比

2．2．2 试件浇筑

2．2．3 夹具设计加工

2．2．4 疲劳荷载施加

2．2．5 应变数据采集

2．3 试验结果及分析

2．3．1 不同掺料混凝土疲劳试验结果及分析

2．3．2 不同疲劳应力水平下混凝土的疲劳试验结果及分析

2．4 损伤变量

2．5 本章小结

第三章 浸泡环境下疲劳混凝土中的氯盐传输

3．1 引言

3．2 试验研究

3．2．1 试验准备

3．2．2 试验设计

3．3 试验结果及分析

3．4 本章小结

第四章 干湿循环环境下疲劳混凝土中的氯盐传输

4．1 引言

4．2 试验研究

4．2．1 试验设计

4．2．2 试验过程

4．3 试验结果及分析

4．3．1 同一疲劳荷载作用下不同掺和料混凝土的自由氯离子浓度的分布

4．3．2 不同疲劳水平荷载作用下普通混凝土自由氯离子浓度分布

4．3．3 干湿循环和浸泡环境下氯盐传输比较

4．4 本章小结

第五章 结论与展望

5．1 结论

5．2 展望

参考文献

致谢

攻读学位期间发表的学术论文