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盐雾环境下混凝土结构耐久性的试验研究

作　者: 蒋文宇
导　师: 杨伟军
学　校: 长沙理工大学
专　业: 结构工程
关键词: 盐雾环境 混凝土 Fick第二定律 氯离子扩散系数
分类号: TU375
类　型: 硕士论文
年　份: 2011年
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内容摘要


沿海或近海地区的混凝土结构在盐雾环境下容易遭受氯离子的侵蚀,导致结构在设计基准期内破坏,并且对结构的耐久性、安全性及适用性带来极大危害。近年来越来越多的学者对盐雾环境下混凝土结构遭受氯离子侵蚀导致的破坏进行研究。本文在国内外已有研究成果的基础上,结合广东省公路管理局科技项目,通过一系列受腐蚀构件的试验,模拟大气中的盐雾试验,研究了受腐蚀构件的开裂、变形、破坏机理、渗透系数、表面氯离子浓度随时间变化关系,主要作了以下几方面的工作。(1).研究氯离子在混凝土中的扩散理论以及盐雾环境下氯离子对钢筋腐蚀的机理。分析Fick第二定律的主要缺陷,总结混凝土内部的氯离子浓度的各种模型。(2).通过对盐雾腐蚀后钢筋混凝土短梁进行受剪压破坏试验,运用极限平衡理论建立腐蚀钢筋混凝土短梁受剪承载力计算模型并对腐蚀后钢筋混凝土短梁受剪承载力随腐蚀时间的变化进行了研究,提出随腐蚀时间变化的钢筋混凝土短梁受剪承载力计算公式:(3).通过综合盐雾腐蚀箱模拟汕头地区大气盐雾环境,采用不同水灰比、不同比例粉煤灰掺合料、不同腐蚀时间、不同氯离子浓度的混凝土试件,提出环境系数与粉煤灰影响系数,对Fick第二扩散定律进行了修正:(4).通过模拟大气环境中的盐雾试验,研究了表面氯离子浓度随不同循环次数、不同水灰比和粉煤灰掺和量的变化规律。通过对试验数据的分析,比较描绘混凝土表面氯离子浓度随时间变化规律的6种模型,结果表明指数型模型具有很好的合理性和使用性。通过考虑初始时刻的表面氯离子含量,对指数模型进行了修正,得到一个更为完善的模型。

全文目录


摘要  5-6
ABSTRACT  6-10
第一章 绪论  10-17
  1.1 研究盐雾环境下混凝土结构耐久性的目的和背景  10-12
  1.2 国内外盐雾环境下钢筋混凝土桥梁耐久性研究进展  12-16
    1.2.1 国外研究现状  12-14
    1.2.2 国内研究现状  14-16
  1.3 本文研究的内容  16-17
第二章 混凝土与钢筋受氯离子腐蚀机理研究  17-25
  2.1 盐雾环境下氯离子在混凝土中的扩散机理  17-19
  2.2 盐雾环境下氯离子对混凝土的侵蚀机理  19-21
    2.2.1 普通水泥混凝土与氯化物的结合  19-20
    2.2.2 温度影响结合的C1与氯盐溶液浓度的关系  20-21
  2.3 盐雾环境下混凝土中氯离子对钢筋腐蚀的研究  21-23
  2.4 汕头沿海自然条件概况  23-24
    2.4.1 汕头大雾年际和年代际变化  23
    2.4.2 东南沿海盐雾含量的月平均值  23-24
  2.5 本章小结  24-25
第三章 盐雾环境下氯离子在混凝土中扩散系数的研究  25-42
  3.1 试验方案  25-27
  3.2 试验结果分析  27-32
  3.3 混凝土中的扩散系数试验研究  32-37
    3.3.1 试验内容  32
    3.3.2 试验准备  32-33
    3.3.3 试验过程  33-37
  3.4 混凝土中的扩散系数理论计算  37-41
  3.5 本章小结  41-42
第四章 盐雾环境下混凝土表面氯离子浓度时变规律研究  42-49
  4.1 试验设计  42-43
  4.2 试验结果与分析  43-44
  4.3 模型的比较与修正  44-47
  4.4 氯离子浓度对表面氯离子浓度的影响  47
  4.5 水灰比对表面氯离子浓度的影响  47
  4.6 粉煤灰掺合料对表面氯离子浓度的影响  47-48
  4.7 本章小结  48-49
第五章盐雾腐蚀下钢筋混凝土短梁受剪承载能力研究  49-67
  5.1 试验方案  49
  5.2 盐雾环境下钢筋混凝土构件腐蚀试验方法  49-50
  5.3 试验梁的各种力学指标  50
  5.4 试验加载设备  50-51
  5.5 试验步骤  51-52
  5.6 试验梁的加载及仪表布置  52
  5.7 试验量测数据内容  52-53
  5.8 试验结果与分析  53-59
    5.8.1 受剪承载力试验梁裂缝  53-56
    5.8.2 裂缝的发展  56-57
    5.8.3 试验梁的荷载挠度曲线  57-59
  5.9 试验梁的抗剪承载力分析  59-60
  5.10 腐蚀钢筋混凝土短梁受剪承载力计算  60-62
  5.11 本章小结  62-67
结论与展望  67-69
参考文献  69-73
致谢  73-74
附录  74

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中图分类: > 工业技术 > 建筑科学 > 建筑结构 > 混凝土结构、钢筋混凝土结构 > 钢筋混凝土结构
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