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        復(fù)合侵蝕環(huán)境中鋼筋混凝土偏壓構(gòu)件腐蝕劣化試驗(yàn)

        2021-10-18 11:32:42何文正徐林生
        人民長江 2021年9期
        關(guān)鍵詞:承載力混凝土

        何文正 徐林生

        摘要:為了揭示復(fù)合腐蝕環(huán)境下鋼筋混凝土偏心受壓構(gòu)件力學(xué)性能退化規(guī)律,通過應(yīng)力-腐蝕耦合加載裝置,對荷載-干濕交替-硫酸鹽及氯鹽耦合侵蝕環(huán)境下的鋼筋混凝土偏壓構(gòu)件進(jìn)行質(zhì)量變化測試和承載力退化試驗(yàn)。分析了離子濃度、干濕條件、荷載水平等因素對構(gòu)件宏觀性能的影響。試驗(yàn)結(jié)果表明:氯鹽在腐蝕初期抑制了硫酸鹽腐蝕,但是在后期顯著降低了鋼筋混凝土構(gòu)件的正截面承載力,荷載對侵蝕環(huán)境中的鋼筋混凝土偏壓柱承載力劣化具有加速效應(yīng),荷載水平與承載力退化程度呈正相關(guān)的關(guān)系。該研究成果可為隧道襯砌等地下鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)的抗力衰減評估和壽命預(yù)測提供參考。

        關(guān) 鍵 詞:混凝土耐久性;侵蝕壞境;鋼筋混凝土劣化;偏壓構(gòu)件

        中圖法分類號:U451

        文獻(xiàn)標(biāo)志碼:A

        文章編號:1001-4179(2021)09-0209-07

        DOI:10.16232/j.cnki.1001-4179.2021.09.034

        0 引 言

        中國西部地區(qū)存在大面積鹽堿地和含石膏鹽地層,這些地區(qū)氣候環(huán)境復(fù)雜多樣,地下腐蝕性離子成分復(fù)雜。鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)在這類地區(qū)橋梁、隧道等工程中均有著極其廣泛的應(yīng)用,此類地區(qū)的地下結(jié)構(gòu)易遭受較為嚴(yán)重的多離子復(fù)合侵蝕和干濕循環(huán)破壞的作用[1],長期作用下會(huì)導(dǎo)致結(jié)構(gòu)混凝土強(qiáng)度下降、酥松、成層剝落、鋼筋銹蝕等,從而降低結(jié)構(gòu)的整體承載能力[2-3],對其正常運(yùn)營的安全性帶來嚴(yán)重隱患。筆者所在課題組對重慶市、湖北省境三峽庫區(qū)范圍內(nèi)三疊系巴東組一段和三段含膏鹽地層的部分隧道進(jìn)行了調(diào)查。調(diào)查結(jié)果顯示:一些隧道建成運(yùn)營僅幾年時(shí)間,硫酸鹽侵蝕導(dǎo)致的病害已經(jīng)發(fā)展得非常嚴(yán)重,如G50N重慶分界梁公路隧道(圖1)、G42譚家寨公路隧道等(圖2),迫切需要進(jìn)行維修加固才能保證正常安全運(yùn)營,這不僅耗費(fèi)了大量的人力、物力、財(cái)力,對線路的正常運(yùn)營也造成了較大的干擾。因此,研究復(fù)合侵蝕環(huán)境下鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)的損傷機(jī)制及力學(xué)性能演化規(guī)律對于保證此類地區(qū)地下結(jié)構(gòu)安全性和耐久性具有重要的理論價(jià)值和現(xiàn)實(shí)意義。

        目前研究者對于多因素耦合作用下的混凝土侵蝕問題已進(jìn)行了較多的研究。在干濕循環(huán)對硫酸鹽侵蝕的影響研究中,現(xiàn)有試驗(yàn)研究認(rèn)為干濕循環(huán)作用下的混凝土侵蝕損傷是化學(xué)反應(yīng)與物理結(jié)晶共同作用的結(jié)果[4-5]。Sahmaran等[6]研究發(fā)現(xiàn)腐蝕性離子與干濕循環(huán)耦合作用對試件的損傷劣化作用十分顯著。雷超等[7]通過試驗(yàn)研究發(fā)現(xiàn),干濕循環(huán)將加速混凝土中腐蝕性離子的擴(kuò)散和積累。文獻(xiàn)[8-9]研究了干濕循環(huán)條件下混凝土的破壞過程,研究發(fā)現(xiàn)干濕循環(huán)耦合作用下混凝土劣化程度最為嚴(yán)重,干濕循環(huán)復(fù)合侵蝕具有超疊加效應(yīng)。對于硫酸鹽侵蝕對混凝土宏觀力學(xué)性能影響的研究,目前主要集中在強(qiáng)度、彈性模量、雙軸及三軸力學(xué)行為等方面[10]。Yu等[11]詳細(xì)研究了受硫酸鹽侵蝕后混凝土構(gòu)件的抗壓強(qiáng)度和彈性模量的時(shí)變規(guī)律,研究發(fā)現(xiàn)混凝土抗壓強(qiáng)度和彈性模量均隨著時(shí)間的增長呈先增后減的變化趨勢,這種變化規(guī)律在其他相關(guān)報(bào)導(dǎo)中也有發(fā)現(xiàn)[12-13]。Haufe等[14]研究了硫酸鹽侵蝕對混凝土抗拉強(qiáng)度的影響,發(fā)現(xiàn)膠凝材料含量對抗拉強(qiáng)度影響較大。Ikumi等[15] 和Chen等[16]研究了硫酸鹽侵蝕和多軸壓縮條件下混凝土力學(xué)行為。在混凝土硫酸鹽-氯鹽復(fù)合侵蝕研究方面,學(xué)術(shù)界多認(rèn)為氯鹽具有抑制硫酸鹽腐蝕進(jìn)程的作用,硫酸根與氯離子在混凝土中擴(kuò)散短期內(nèi)起到相互抑制作用[17-18]。在硫酸鹽侵蝕問題研究中,除了上述影響因素外,實(shí)際地下結(jié)構(gòu)還承受極大的圍巖荷載,而荷載往往是導(dǎo)致或加速混凝土損傷劣化的主要原因。曹健[19]研究了軸壓荷載與干濕循環(huán)耦合作用對混凝土長期性能的影響。Yu等[20]研究了動(dòng)態(tài)彎曲載荷作用下的結(jié)構(gòu)抗彎強(qiáng)度、相對動(dòng)彈性模量和硫酸鹽含量,并用掃描電鏡(SEM)和能譜儀(EDS)對試樣的微觀結(jié)構(gòu)進(jìn)行了分析,結(jié)果表明溶液濃度和應(yīng)力水平是影響硫酸鹽侵蝕的兩個(gè)重要的因素。刁波等[21]研究了鋼筋混凝土偏壓柱在海水中的劣化過程。

        綜上所述,研究者們已經(jīng)對荷載、干濕循環(huán)、硫酸鹽及硫酸鹽-氯鹽復(fù)合侵蝕的腐蝕機(jī)理進(jìn)行了較為深入的研究,并取得有借鑒意義的成果,但是仍然存在以下問題亟待解決。

        (1)目前的研究成果基本上是針對素混凝土結(jié)構(gòu)得到的,對鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)在荷載-干濕交替-復(fù)鹽等多場耦合作用下的腐蝕劣化規(guī)律研究較少。

        (2)目前荷載和硫酸鹽耦合作用的研究中,大多數(shù)集中于彎曲荷載或軸壓荷載影響的研究,對偏壓荷載-腐蝕耦合作用影響的研究較少,而實(shí)際工程中地下鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)一般為偏壓構(gòu)件。

        因此,多因素耦合作用下鋼筋混凝土腐蝕劣化規(guī)律研究還不充分,現(xiàn)有研究成果還不能作為指導(dǎo)鹽漬土和含膏鹽地區(qū)的隧道等地下結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)及維護(hù)的理論依據(jù)。此類復(fù)合腐蝕問題在這些地區(qū)的實(shí)際地下工程中廣泛存在,因此有必要開展更具針對性的試驗(yàn)研究。

        基于此,本文利用設(shè)計(jì)的應(yīng)力-腐蝕-干濕交替耦合試驗(yàn)裝置,通過室內(nèi)加速腐蝕試驗(yàn),模擬鋼筋混凝土襯砌等地下結(jié)構(gòu)在實(shí)際服役過程中的復(fù)合腐蝕環(huán)境。分別研究了鋼筋混凝土試件在不同荷載水平、腐蝕離子類型和干濕條件下的宏觀性能退化規(guī)律,以期揭示復(fù)雜環(huán)境下地下鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)的腐蝕劣化過程,明確各個(gè)因素對腐蝕環(huán)境下構(gòu)件承載力劣化程度的影響,從而為腐蝕環(huán)境下鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)的抗力衰減評估和壽命預(yù)測提供參考。

        1 試驗(yàn)材料及方法

        1.1 試驗(yàn)材料及配合比

        (1)水泥。采用重慶某公司生產(chǎn)的普通硅酸鹽水泥PC42.5R,其各項(xiàng)指標(biāo)均符合規(guī)范要求,水泥化學(xué)組分如表1所列。

        (2)砂。采用重慶當(dāng)?shù)睾由?,?xì)度模數(shù)2.6;粗骨料采用級配碎石,最大直徑不超過10 mm,密度2 650 kg/m3。

        (3)水?;炷涟韬陀盟疄樽詠硭芤号渲撇捎谜麴s水。

        (4)硫酸鈉和氯化鈉。選用的試劑為上海國藥集團(tuán)化學(xué)試劑有限公司生產(chǎn)AR分析純試劑,試劑純度大于99.00%。

        材料配合比如表2所列。

        1.2 試件制作

        構(gòu)件的長細(xì)比l0/b=3.5。截面尺寸為100 mm×100 mm。采用對稱配筋,縱筋4Φ10,箍筋Φ6@50,保護(hù)層厚度20 mm。把構(gòu)件端部設(shè)計(jì)成牛腿形狀,以便于施加偏心荷載[21]。構(gòu)件配筋見圖3所示,試件照片如圖4所示。

        1.3 試驗(yàn)方法

        1.3.1 腐蝕溶液制備

        根據(jù)試驗(yàn)?zāi)康模戳蛩徕c、氯化鈉所占質(zhì)量分?jǐn)?shù)的不同,配制5種腐蝕溶液,S0為清水環(huán)境,作為參考組;C5、S5和S10為單一硫酸鹽或氯鹽侵蝕環(huán)境;S5C5、S10C5為硫酸鹽和氯鹽復(fù)合腐蝕環(huán)境(見表3)。

        以上腐蝕溶液中分別考慮兩種浸泡環(huán)境,第一種是持續(xù)浸泡,第二種是干濕交替。

        1.3.2 應(yīng)力-腐蝕耦合試驗(yàn)裝置

        實(shí)際地下工程結(jié)構(gòu)基本上都需要承受較大荷載,對于公路隧道襯砌等結(jié)構(gòu),其受力特征一般都是偏心受壓。為了更準(zhǔn)確模擬實(shí)際工程服役環(huán)境,課題組在對國內(nèi)外現(xiàn)有硫酸鹽侵蝕混凝土試驗(yàn)方法進(jìn)行對比與和分析的基礎(chǔ)上,設(shè)計(jì)了偏壓荷載-干濕交替-硫酸鹽-氯鹽侵蝕耦合作用下的鋼筋混凝土構(gòu)件承載力演變規(guī)律試驗(yàn)方案。項(xiàng)目組對慕儒[22]的彈簧加載裝置進(jìn)行了改進(jìn),設(shè)計(jì)了應(yīng)力-干濕循環(huán)-腐蝕耦合試驗(yàn)裝置。試驗(yàn)裝置采用四拉桿傳力體系,拉桿和承載鋼板均采用不銹鋼,加載裝置采用定制的彈簧,用定制的加長螺帽錨固,通過旋轉(zhuǎn)螺帽并壓縮彈簧對試件施加荷載,并通過控制彈簧壓縮變形量來控制荷載的大小。腐蝕箱底部設(shè)置水閥,以方便實(shí)現(xiàn)干濕循環(huán),該裝置示意圖和照片見圖5。持載期間,荷載偏心距取70 mm。到腐蝕齡期后,取出試件進(jìn)行正截面承載力測試。通過壓力試驗(yàn)機(jī)預(yù)先測定未腐蝕構(gòu)件在指定偏心距下的極限承載力,定義荷載水平η為裝置施加的荷載與極限承載力的比值,試驗(yàn)過程中取η=0,0.2,0.5,以模擬荷載對侵腐過程的影響。

        1.3.3 試驗(yàn)方案

        在對腐蝕環(huán)境、荷載水平等因素進(jìn)行分析的基礎(chǔ)上,確定鋼筋混凝土偏壓構(gòu)件的硫酸鹽和硫酸鹽-氯鹽腐蝕試驗(yàn)方案,見表4。

        為了研究干濕交替對侵蝕的加速作用,試驗(yàn)過程中設(shè)計(jì)了兩種干濕環(huán)境進(jìn)行對比:① 持續(xù)浸泡,② 浸泡7 d+自然干燥8 d。具體方法為:試件成型后,在標(biāo)準(zhǔn)養(yǎng)護(hù)條件下養(yǎng)護(hù)至28 d,將試件從標(biāo)準(zhǔn)養(yǎng)護(hù)室取出,進(jìn)行2 d的自然干燥,然后將試件全部浸沒入腐蝕溶液,為模擬一維腐蝕,用環(huán)氧樹脂將試件側(cè)面進(jìn)行涂抹封閉。對于執(zhí)行干濕交替的試件,在浸泡7 d后排出腐蝕箱的腐蝕溶液,自然干燥8 d,以此為一個(gè)循環(huán),循環(huán)周期為半個(gè)月(執(zhí)行干濕交替的試件加前綴編號WD)。每2個(gè)月進(jìn)行一次質(zhì)量損失測量和正截面承載力測試,承載力測試照片如圖6所示。

        為了統(tǒng)一標(biāo)準(zhǔn)和排除混凝土自身水化導(dǎo)致的強(qiáng)度提升的影響,以清水(S0)中浸泡的試件承載力為基準(zhǔn),引入承載力侵蝕劣化系數(shù)Ks。定義Ks為某侵蝕時(shí)刻下腐蝕溶液中受侵蝕構(gòu)件承載力與同時(shí)刻下清水中的構(gòu)件承載力之比值,即:

        式中:fattck為受腐蝕的試件正截面承載力;f0為浸泡于清水中同齡期試件相應(yīng)的承載力。當(dāng)Ks大于1時(shí),表示構(gòu)件承載力因反應(yīng)產(chǎn)物填充孔隙導(dǎo)致混凝土承載力提高,Ks小于1則表示混凝土腐蝕導(dǎo)致內(nèi)部損傷,進(jìn)入承載力劣化階段。

        定義質(zhì)量變化率Km為某時(shí)刻下腐蝕溶液中受侵蝕試件質(zhì)量與試件初始質(zhì)量之比值,即:

        式中:mattck為受腐蝕的試件質(zhì)量;m0為試件的初始質(zhì)量。

        2 試驗(yàn)結(jié)果分析

        2.1 混凝土質(zhì)量時(shí)變規(guī)律

        質(zhì)量變化的試驗(yàn)不考慮應(yīng)力的影響,將試件分別浸泡于不同腐蝕溶液中,每2個(gè)月測定一次質(zhì)量變化情況。測試步驟為:將試件取出,在40 ℃恒溫箱中烘干48 h,等待試件自然冷卻后,用電子天平稱量其質(zhì)量,以試件初始質(zhì)量為基準(zhǔn),計(jì)算試件的質(zhì)量變化率。測試結(jié)果如圖7~8所示。

        圖7顯示了不同腐蝕溶液中持續(xù)浸泡試件的質(zhì)量變化率,圖8顯示了經(jīng)歷干濕循環(huán)的試件質(zhì)量變化率。從圖7可以看出:經(jīng)歷氯鹽溶液持續(xù)浸泡的試件,其質(zhì)量在浸泡期內(nèi)持續(xù)增加,在300 d時(shí)候達(dá)到穩(wěn)定,在第12個(gè)月時(shí)候質(zhì)量較初始時(shí)刻增加了1.1%。持續(xù)浸泡于單一硫酸鹽溶液或氯鹽-硫酸鹽復(fù)合溶液中的試件,質(zhì)量都呈現(xiàn)先增加后減少的趨勢,其中浸泡于10%硫酸鈉溶液中的試件,在240 d時(shí)出現(xiàn)質(zhì)量下降趨勢,較5%硫酸鈉溶液的試件質(zhì)量下降趨勢出現(xiàn)得更早。相對于單鹽溶液中的試件,硫酸鹽-氯鹽復(fù)合溶液中的試件質(zhì)量增加幅度更小,說明氯離子的存在抑制了硫酸根離子與混凝土組分發(fā)生化學(xué)反應(yīng)生成侵蝕產(chǎn)物的過程。但是同時(shí)也可以看出,氯鹽的存在使得試件質(zhì)量后期下降的趨勢更加明顯。從圖8可見:經(jīng)歷干濕循環(huán)的試件,質(zhì)量變化的總體趨勢與持續(xù)浸泡的試件相似,但是質(zhì)量變化曲線的下降段出現(xiàn)得更早,說明干濕循環(huán)加速了腐蝕過程。

        單鹽侵蝕環(huán)境或者硫酸鹽-氯鹽復(fù)合侵蝕環(huán)境下,影響混凝土試件質(zhì)量變化的主要因素有2個(gè):① 侵蝕離子與水泥的組分發(fā)生反應(yīng)生成膨脹性的侵蝕產(chǎn)物,如鈣礬石、Friedel鹽等,填充了混凝土內(nèi)部的孔隙,使得混凝土質(zhì)量增大;② 在反應(yīng)過程中氫氧化鈣和C-S-H等組分溶出和分解,或者是混凝土受侵蝕層的剝落、鋼筋銹脹等原因造成混凝土損傷和質(zhì)量下降[23]。質(zhì)量隨侵蝕時(shí)間的變化規(guī)律在一定程度上也反映了鋼筋混凝土試件受蝕損傷劣化規(guī)律。

        需要注意的是:質(zhì)量變化規(guī)律雖然在一定程度上反映了鋼筋混凝土試件受腐蝕損傷劣化規(guī)律,但是腐蝕既可能使得混凝土質(zhì)量增大,又可能造成混凝土損傷和質(zhì)量下降,因此,單一的質(zhì)量變化率尚不能準(zhǔn)確和完整地反映侵蝕過程中混凝土的劣化行為,需要結(jié)合其他宏觀指標(biāo)綜合判斷試件的腐蝕情況。

        2.2 無應(yīng)力狀態(tài)下構(gòu)件承載力退化規(guī)律

        試件達(dá)到侵蝕齡期后,從侵蝕溶液中取出試件,干燥以后,用壓力試驗(yàn)機(jī)加載,加載時(shí)取偏心距為70 mm,進(jìn)行正截面承載力測試。

        利用壓力試驗(yàn)機(jī)分別測定不同腐蝕環(huán)境下鋼筋混凝土偏壓柱的正截面承載力,所得試驗(yàn)結(jié)果如圖9~10所示。

        圖9顯示了單一腐蝕溶液中鋼筋混凝土偏壓構(gòu)件的承載力劣化系數(shù)時(shí)變規(guī)律??梢钥闯?,不同腐蝕作用下,承載力演化過程大致可以分為上升段和下降段兩個(gè)階段。在上升段,試件相對承載力總體上有小幅度增加,如S10溶液浸泡試件在120 d時(shí),承載力接近未腐蝕構(gòu)件的1.05倍,同時(shí)期C5溶液浸泡下的試件為1.02。在下降段,承載力劣化系數(shù)呈階梯或波浪狀下降的趨勢,其中WD-S10試件腐蝕期間最終承載力下降幅度可達(dá)20%左右。這種現(xiàn)象產(chǎn)生的原因是在侵蝕初期,氯離子和硫酸根離子與水泥組分反應(yīng)生成的侵蝕產(chǎn)物填充了混凝土的空隙,使得混凝土更加密實(shí),導(dǎo)致混凝土強(qiáng)度有所提升,同時(shí)也提升了鋼筋與混凝土之間粘結(jié)力,故偏壓柱承載力劣化系數(shù)在侵蝕初期呈上升趨勢。

        而隨著侵蝕的繼續(xù)進(jìn)行,對受硫酸鹽侵蝕的構(gòu)件,持續(xù)生成的鈣礬石或石膏在混凝土內(nèi)部形成很大的內(nèi)應(yīng)力,從而加速混凝土中裂縫的形成與擴(kuò)展,造成混凝土損傷,同時(shí)劣化了鋼筋和混凝土之間的粘結(jié)力。而對于氯鹽溶液中的試件,氯鹽雖然并沒有直接劣化混凝土的強(qiáng)度,但是氯離子侵入混凝土內(nèi)部,導(dǎo)致鋼筋銹蝕和混凝土銹脹。

        從圖中還可以看出,不同腐蝕環(huán)境下試件的承載力變化規(guī)律又表現(xiàn)出明顯的差異。硫酸鹽溶液浸泡下的試件承載力退化程度較氯鹽溶液更高。溶液濃度對承載力的影響極為顯著,隨著溶液濃度的增加,侵蝕損傷速率隨之加快,S10溶液中的試件承載力較S5溶液中的試件承載力退化更為明顯,而經(jīng)歷干濕循環(huán)的試件承載力低于持續(xù)浸泡的試件承載力,說明干濕循環(huán)加速了腐蝕速率。

        圖10顯示了氯鹽-硫酸鹽復(fù)合侵蝕環(huán)境下的構(gòu)件承載力劣化系數(shù)變化情況。對比圖9中單一腐蝕溶液中構(gòu)件的承載力時(shí)變規(guī)律可知:侵蝕環(huán)境中的氯鹽對硫酸鹽侵蝕有明顯的影響,由于腐蝕初期氯鹽抑制了硫酸鹽腐蝕作用,承載力下降段較單一硫酸鹽溶液中的試件出現(xiàn)得更晚,但是最終的承載力退化程度較單一硫酸鹽腐蝕環(huán)境中的構(gòu)件更高。分析其原因,是因?yàn)楦g初期氯離子由于比硫酸根離子更小,因此更容易進(jìn)入混凝土內(nèi)部,與混凝土組分發(fā)生化學(xué)反應(yīng)生成Friedel鹽,填塞了混凝土內(nèi)部空隙,從而阻塞硫酸根離子通過空隙系統(tǒng)進(jìn)入混凝土內(nèi)部,因此抑制了硫酸鹽侵蝕。但是在后期,混凝土因?yàn)榱蛩猁}侵蝕膨脹產(chǎn)生微裂紋后,大量氯離子進(jìn)入導(dǎo)致鋼筋產(chǎn)生銹蝕和混凝土銹脹,從而加劇了鋼筋混凝土偏壓構(gòu)件承載力的劣化。此外,和單鹽溶液中的構(gòu)件承載力時(shí)變規(guī)律相似,由于干濕循環(huán)加速了腐蝕速率,經(jīng)歷干濕交替的復(fù)合腐蝕溶液中構(gòu)件承載力較持續(xù)浸泡試件更低。

        2.3 荷載-干濕交替-腐蝕耦合作用下構(gòu)件承載力退化規(guī)律

        采用本文設(shè)計(jì)的應(yīng)力-腐蝕耦合試驗(yàn)加載裝置,對鋼筋混凝土柱施加偏心荷載并長期持載,模擬荷載-干濕交替-復(fù)鹽耦合侵蝕環(huán)境。圖11顯示了荷載-干濕循環(huán)-腐蝕耦合作用下鋼筋混凝土偏壓柱的正截面承載力變化規(guī)律??傮w上荷載水平越高,承載力越低,即承載力退化程度與荷載水平呈正相關(guān)的關(guān)系。但各個(gè)荷載水平下構(gòu)件的承載力劣化系數(shù)又有較大差異:η=0.2時(shí),構(gòu)件承載力劣化系數(shù)較無應(yīng)力狀態(tài)下僅有小幅下降,而η=0.5時(shí),承載力相對于無應(yīng)力狀態(tài)則降低了15%左右。可見,偏心荷載對侵蝕環(huán)境中的鋼筋混凝土偏壓柱承載力劣化具有加速效應(yīng),但是低荷載水平下(η<0.2),荷載對承載力劣化影響不明顯。分析其原因,是因?yàn)榈秃奢d水平下,混凝土受壓和受拉區(qū)并未因荷載發(fā)生開裂,侵蝕離子的傳輸狀態(tài)并無明顯改變,但是高水平偏壓荷載作用下,構(gòu)件受拉側(cè)混凝土所受拉應(yīng)力超過了抗拉強(qiáng)度,形成了微裂縫,使混凝土更容易被侵蝕離子侵入,極大地加速了鋼筋的銹蝕和混凝土強(qiáng)度的劣化,從而顯著降低了構(gòu)件承載力。

        3 結(jié) 論

        本文通過室內(nèi)試驗(yàn),研究了多因素耦合作用下鋼筋混凝土偏壓構(gòu)件的劣化腐蝕過程。分別研究了不同腐蝕條件下構(gòu)件的質(zhì)量變化和正截面承載力退化規(guī)律,重點(diǎn)分析了不同應(yīng)力水平和不同腐蝕環(huán)境對偏壓構(gòu)件力學(xué)性能的影響,得出以下重要結(jié)論。

        (1)混凝土強(qiáng)度降低和鋼筋銹蝕是鋼筋混凝土偏壓構(gòu)件承載力下降的主要原因。

        (2)氯鹽在侵蝕初期可抑制硫酸鹽腐蝕,但是在后期加劇了鋼筋銹蝕,從而顯著降低了鋼筋混凝土偏壓構(gòu)件正截面承載力。

        (3)偏心荷載對侵蝕環(huán)境中的鋼筋混凝土偏壓柱承載力劣化、裂縫發(fā)展具有加速效應(yīng),總體上荷載水平與鋼筋混凝土構(gòu)件承載力退化程度呈正相關(guān)的關(guān)系,但是低荷載水平下,荷載對承載力的退化效應(yīng)不明顯。

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        (編輯:鄭 毅)

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