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高性能混凝土应力腐蚀与腐蚀疲劳特性研究

陈拴发  
【摘要】:荷载(静荷载、动荷载)作用下的混凝土由于长期遭受腐蚀介质的作用,导致混凝土结构性能劣化,耐久性能降低而提前发生破坏。目前应力腐蚀与腐蚀疲劳造成混凝土结构耐久性退化已成为土木工程界面临的主要问题,引起人们普遍关注,成为研究的一个热点问题。本文在系统总结国内外有关受腐蚀混凝土研究工作的基础上,以高性能混凝土(HPC)为研究对象,采用环境介质对水泥混凝土的腐蚀作用——物相测试与分析——HPC的应力腐蚀——HPC的腐蚀疲劳——荷载作用下HPC腐蚀破坏机理这一技术路线对HPC的应力腐蚀、腐蚀疲劳特性展开研究,得出较为系统的成果。 研究了受腐蚀混凝土的物理力学性能,分析了环境介质对混凝土的膨胀性腐蚀破坏作用及由于膨胀作用产生的膨胀应力,根据弹性理论初步建立了基于腐蚀介质引起混凝土内部膨胀应力的计算模型,为受腐蚀混凝土本构模型的建立及受腐蚀混凝土力学性能的进一步研究提供理论基础。 利用物相分析技术,研究粉煤灰—水泥硬化浆体的组成、形貌以及HPC在荷载作用下的腐蚀产物。通过研究粉煤灰—水泥的水化机理,分析了HPC抵抗环境腐蚀介质的侵蚀性能。 利用自行设计的应力腐蚀加载装置开展HPC应力腐蚀研究,建立了以应力腐蚀因子、环境腐蚀因子为指标的荷载作用下环境腐蚀介质对混凝土破坏性能的评价体系。系统研究了配合比设计参数、腐蚀介质种类、应力水平、腐蚀时间、干湿循环等因素对HPC应力腐蚀的影响规律,分析其发生应力腐蚀破坏的机理。 根据腐蚀疲劳特性,设计出腐蚀疲劳加载装置及试验方案,研究了HPC在Na_2SO_4腐蚀介质作用下的疲劳特性,分析了基于腐蚀疲劳条件下的HPC耐久性及腐蚀疲劳破坏机理。 通过对HPC硬化水泥浆体的组成结构的分析,探讨HPC孔结构及过渡区结构对其应力腐蚀与腐蚀疲劳特性影响,研究HPC受腐蚀、荷载耦合作用下的渗透性能及破坏机理,为混凝土结构的安全性评价提供理论指导。


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