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《大连理工大学》 2004年
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氯离子环境下钢筋混凝土构件耐久性能试验研究

何世钦  
【摘要】:混凝土结构耐久性问题是当今世界普遍关注的问题。由于结构耐久性不足导致钢筋混凝土结构达不到预定的服役年限,提前失效,特别是沿海及近海地区和除冰盐环境下的钢筋混凝土结构,由于混凝土发生冻融破坏,氯离子侵蚀,导致钢筋锈蚀,使结构发生早期损坏,丧失了结构的耐久性能,已成为实际工程中的重要问题。本文结合辽宁省科学技术基金项目(001077)“海洋环境下钢筋混凝土结构的抗力衰减模型和可靠度”,主要进行了以下研究工作: 1.进行了弯曲持续荷载作用下混凝土在氯化钠溶液中长期浸泡的试验,研究了持续弯曲荷载作用对氯离子在混凝土中渗透扩散性能的影响。荷载作用对氯离子的渗透扩散有一定的影响。当作用荷载较大时,加快了氯离子在混凝土中的扩散速度,增加了混凝土中氯离子的含量。基于Fick第二扩散定律计算了弯曲荷载作用下的氯离子扩散系数和随时间变化的扩散系数。 2.进行了混凝土经过不同冻融循环后又在盐水中长期浸泡的试验,研究了冻融循环作用对氯离子在混凝土中的渗透扩散影响,并分析了冻融循环作用的机理。冻融循环作用引起混凝土内部微裂缝及缺陷的进一步发展,混凝土中产生损伤,加快了氯离子的渗透扩散。氯离子扩散系数随着冻融循环次数的增加而增加。基于Fick第二扩散定律计算了冻融循环作用下的氯离子扩散系数和随时间变化的扩散系数。 3.除冰盐环境中发生混凝土冻融破坏和钢筋锈蚀。采用梁式粘结试件,分别进行了冻融循环、钢筋腐蚀、冻融循环后钢筋腐蚀情形下的钢筋与混凝土粘结性能的试验研究。结果表明,随冻融循环次数的增加,粘结强度和粘结刚度都有极大的降低,粘结机理也发生了很大的改变。钢筋锈蚀后,在锈蚀程度较小时,粘结强度有一定程度的提高;锈胀开裂后,粘结强度降低。钢筋锈蚀后极限荷载下相应的滑移有很大的减小,构件延性降低。冻融腐蚀后粘结性能进一步劣化。 4.针对实际结构中,结构构件在承受荷载作用的同时钢筋发生腐蚀,进行了试验室模拟。通过持续荷载作用、预加载后卸载钢筋混凝土梁的加速腐蚀试验,研究了荷载作用对钢筋混凝土构件在使用阶段和承载力极限状态时的性能研究。使用阶段的研究包括钢筋锈蚀率、挠度、纵向裂缝发展等;承载力极限状态的试验包括剩余承载力和挠度。结果表明,持续荷载对钢筋锈蚀的发展、挠度的增长等有很大影响,在进行钢筋混凝土结构使用寿命评估时,应该同时考虑使用荷载和环境的共同作用。 5.钢筋与混凝土粘结滑移本构模型是钢筋混凝土结构研究的基本问题之一。在试验结果的基础上,给出了混凝土冻融循环后、钢筋锈蚀后、冻融循环腐蚀后的钢筋与混凝土的粘结强度退化规律,建立了相应的粘结滑移本构关系。 6.建立锈蚀钢筋混凝土构件承载力降低模型对结构构件使用寿命和耐久性评 大连理工大学博士学位论文 估十分重要,在试验研究结果的基础上,研究了在使用阶段钢筋混凝土构件挠度随 钢筋锈蚀的发展规律,受弯构件剩余承载力与钢筋锈损程度的经验关系。 关键词:钢筋混凝土,耐久性,氯离子,氯离子扩散系数,钢筋锈蚀,锈蚀率,冻 融循环,粘结强度,粘结滑移,使用荷载,挠度,剩余承载力,剩余使用寿命
【学位授予单位】:大连理工大学
【学位级别】:博士
【学位授予年份】:2004
【分类号】:TU375

【引证文献】
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5 门荣璞;钢筋砼结构的耐久性分析[J];石河子大学学报(自然科学版);1991年03期
6 牛荻涛,王庆霖,王林科;锈蚀开裂前混凝土中钢筋锈蚀量的预测模型[J];工业建筑;1996年04期
7 卢木;混凝土耐久性研究现状和研究方向[J];工业建筑;1997年05期
8 逄鲁峰,李志明,孙艳文,郝存盛;高性能混凝土护筋性能研究[J];山东建筑工程学院学报;1998年03期
9 陈昌伟,李昌铸,张健;桥梁钢筋锈蚀及其对策[J];公路;1999年06期
10 史庆轩,牛荻涛,颜桂云;反复荷载作用下锈蚀钢筋混凝土压弯构件恢复力性能的试验研究[J];地震工程与工程振动;2000年04期
中国重要会议论文全文数据库 前10条
1 王庆霖;牛荻涛;;碳化引起的钢筋锈蚀[A];混凝土结构耐久性设计与施工——土建结构工程安全性与耐久性科技论坛论文集[C];2001年
2 张天红;;阻锈剂在防止混凝土钢筋锈蚀中的作用[A];铁道科学技术新进展——铁道科学研究院五十五周年论文集[C];2005年
3 沙吾列提·拜开依;陈嘉;;浅论混凝土中钢筋锈蚀和预防措施[A];高强与高性能混凝土及其应用——第六届全国高强与高性能混凝土学术交流会论文集[C];2007年
4 王晴;笪菁;张存宝;;氧化物组成对无机矿物聚合物混凝土钢筋锈蚀的影响[A];中国硅酸盐学会水泥分会第三届学术年会暨第十二届全国水泥和混凝土化学及应用技术会议论文摘要集[C];2011年
5 邸小坛;周燕;陶里;徐骋;;钢筋锈蚀对混凝土构件性能影响的计算分析[A];第五届全国混凝土耐久性学术交流会论文集[C];2000年
6 朱四荣;李卓球;;钢筋混凝土柱中钢筋锈蚀识别[A];第八届全国结构工程学术会议论文集(第Ⅱ卷)[C];1999年
7 丁威;冷发光;马冬花;;碱-骨料反应和钢筋锈蚀导致结构混凝土裂缝实例分析[A];第八届全国建设工程无损检测技术学术会议论文集[C];2004年
8 蒋雪梅;雷俊卿;;混凝土桥梁的病害分析与碳纤维补强加固技术[A];沿海地区混凝土结构耐久性及其设计方法科技论坛与全国第六届混凝土耐久性学术交流会论文集[C];2004年
9 黄长虹;韦灼彬;张琦彬;;高桩码头锈蚀监测研究[A];第17届全国结构工程学术会议论文集(第Ⅱ册)[C];2008年
10 蒋真;赵铁军;宋晓翠;;海砂混凝土钢筋锈蚀试验研究[A];“全国特种混凝土技术及工程应用”学术交流会暨2008年混凝土质量专业委员会年会论文集[C];2008年
中国重要报纸全文数据库 前10条
1 本报记者 张庆申;烟台“楼垮垮”背后浮现权力魅影[N];法制日报;2009年
2 林宗寿;防止混凝土钢筋锈蚀应注意的几个问题[N];中国建材报;2011年
3 余伟炜唐海彬 何志祥;浅谈钢筋保护层的重要性及控制[N];建筑时报;2007年
4 精河县建筑规划设计室 于华萍 精河县房管所 郭建强;浅谈钢筋混凝土构件保护层[N];博尔塔拉报;2007年
5 本报记者 冯超 特约记者 江勇龙;楼房内隔墙下沉 业主“闹退房”[N];民营经济报;2006年
6 本报记者  林英 本报通讯员  李志华;专家呼吁混凝土短寿问题亟待解决[N];光明日报;2006年
7 中国京冶建设工程承包公司 朱桂林 中冶集团建筑研究总院 孙树杉;从国内外钢铁渣利用的历史来评价凝石技术[N];中国冶金报;2005年
8 济南大学 陈绍龙;水泥中氯离子的危害及预防[N];中国建材报;2008年
9 中国地质大学工程学院 刘念;影响混凝土耐久性的因素及改进措施[N];中国建材报;2009年
10 游雪晴;我国成功掌握水工建筑快修技术[N];科技日报;2007年
中国博士学位论文全文数据库 前10条
1 张华;钢筋锈蚀对混凝土压弯构件变形性能的影响[D];华中科技大学;2011年
2 许晨;混凝土结构钢筋锈蚀电化学表征与相关检/监测技术[D];浙江大学;2012年
3 唐国斌;基于全寿命设计的混凝土箱梁桥若干理论问题研究[D];浙江大学;2011年
4 李沛;钢筋锈蚀对混凝土梁构件力学行为影响的研究[D];中南大学;2012年
5 蔺石柱;寒冷地区在役钢筋混凝土结构物剩余寿命的仿真预测[D];西安建筑科技大学;2011年
6 张喜德;钢筋混凝土构件耐久性的若干问题研究[D];广西大学;2004年
7 孙彬;在役钢筋混凝土结构的性能退化与抗震性能评估[D];西安建筑科技大学;2006年
8 郭冬梅;沿海在役钢筋混凝土桥梁性能退化及剩余使用寿命预测[D];浙江大学;2014年
9 耿欧;混凝土构件中钢筋锈蚀速率预计模型研究[D];中国矿业大学;2008年
10 管学茂;水泥基材料在氯盐环境中的服役行为及机理研究[D];中国建筑材料科学研究院;2005年
中国硕士学位论文全文数据库 前10条
1 邓拓;钢筋锈蚀对混凝土结构耐久性的影响及其评估[D];长沙理工大学;2012年
2 张先军;高地温环境下混凝土中钢筋锈蚀研究[D];西南交通大学;2011年
3 刘斌;砼结构电化学除盐离子分布及粘结性能研究[D];烟台大学;2008年
4 蒋恒强;钢筋锈蚀的主动波动监测方法研究[D];哈尔滨工业大学;2011年
5 孔祥龙;分布式光纤传感技术在钢筋锈蚀监测中的应用[D];大连理工大学;2011年
6 刘栋;置于混凝土环境的钢筋锈蚀状态监测技术研究[D];中南大学;2012年
7 张禹;钢筋锈蚀率对桥梁结构耐久性的影响分析[D];北京化工大学;2013年
8 谷荣坤;不同表面状态钢筋在含氯混凝土中腐蚀行为研究[D];内蒙古科技大学;2013年
9 甘宇宽;混凝土中钢筋锈蚀分布式光纤监测技术研究[D];南京大学;2011年
10 潘毅;锈蚀混凝土构件的耐久性评定方法研究[D];重庆大学;2003年
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