混凝土保护层锈胀开裂条件的弹性力学分析

混凝土中钢筋锈蚀是混凝土结构耐久性研究的重要内容,研究混凝土中的钢筋锈蚀,并建立混凝土保护层锈胀开裂时钢筋锈蚀量估计模型,是分析现有结构性能退化及耐久性评估的关键工作,对于准确预测结构的使用寿命与剩余寿命具有十分重要的意义.采用弹性力学分析方法,对混凝土保护层锈胀开裂全过程进行了建模,借助一些合理的假设,得到了混凝土保护层锈胀开裂条件的理论计算公式,该公式不仅可以应用普通混凝土结构,也可应用于其他类型混凝土结构.最后并对公式进行了验证,表明理论计算公式具有较好的实用性.     

复合矿物掺合料混凝土力学性能的试验研究

对掺加不同矿物掺合料的混凝土在不同龄期下的力学性能进行了试验研究,研究了掺合料品种和掺量对混凝土力学性能的影响.试验结果表明:矿粉、粉煤灰和硅灰等矿物掺合料的掺人对混凝土性能有一定的影响,但其作用未必为正效应.在单掺情况下,矿渣和硅灰能有效地提高拌合物的黏聚性,从而改善混凝土强度,但对拌合物流动性有一定影响;掺加粉煤灰能有效提高混凝土的流动性,但产生泌水对拌合物匀质性有不良影响,而且由于粉煤灰的火山灰反应在常温下进行比较缓慢,因此混凝土早期强度较低.在双掺及三掺的情况下,复合矿物掺合料在混凝土中可发生火山灰复合效应、微集料复合效应等交互作用,混凝土强度较单掺有较大提高,由此得出复合矿物掺合料为配制优质混凝土的最佳途径.     

一般大气环境下既有混凝土结构的耐久性评定与剩余寿命预测

结构耐久性设计是针对拟建结构而言的,相对于拟建结构,既有结构已转化为现实的空间实体,环境条件也更为明确,这种根本性的转变使得既有结构的可靠性分析和评定具有其自身的特点,原设计采用的分析模型和参数可能不再适用于既有结构的可靠度分析。以混凝土保护层开裂作为耐久性寿命的终结标准,将混凝土立方体抗压强度与混凝土保护层厚度作为耐久性评定参数,结合混凝土结构服役期间的碳化深度与钢筋锈蚀深度的实测数据,研究了一般大气环境中既有混凝土结构的耐久性评定问题,提出了耐久性评定的接受准则,建立了基于可靠度的耐久性评定的实用方法,包括极限状态函数、剩余寿命评定表达式以及耐久性评定的分级原则,并通过算例说明了评定过程。该法为一般大气环境下既有混凝土结构的耐久性评定提供了参考。     

服役结构抗力的概率模型及其统计参数

根据服役结构的特点，提出了服役结构抗力的非平稳随机过程模型。考虑结构在服役过程中的耐久性损伤对构件承载力的影响，建立了预测抗力平均值和标准差的数学模型。以服役钢筋混凝土受弯构件为例，具体分析了抗力平均值和标准差随时间变化的规律。     

锈蚀钢筋混凝土偏心受压构件承载力试验研究

采用外加电流对混凝土中钢筋进行了快速锈蚀试验 ,通过锈蚀钢筋混凝土偏心受压构件的试验研究表明 ,随钢筋锈蚀程度的不同 ,偏心受压构件的承载力和延性有不同程度的降低 ,由于钢筋锈蚀 ,导致构件的刚度降低 ,脆性性质明显。     

锈蚀率与极限粘结强度关系的试验研究

根据钢筋快速锈蚀试件的粘结破坏试验结果 ,考虑混凝土保护层厚度、混凝土强度、钢筋直径、钢筋种类和钢筋位置 5种因素对锈蚀率与粘结强度关系的影响 ,给出了钢筋锈蚀率与钢筋混凝土极限粘结强度的本构关系。为锈蚀钢筋混凝土构件承载能力全过程分析提供了科学依据。     

运煤栈桥碳化速度及寿命预测研究

运煤栈桥是大型矿场和燃煤电厂的重要运输设施,故对栈桥混凝土结构进行科学的耐久性评估和使用寿命预测有着重要的意义。在自然环境中,混凝土的碳化深度评定运煤栈桥耐久性劣化的重要指标,以陕北地区某运煤栈桥为研究对象,对栈桥支架结构进行室内快速碳化试验及室外自然暴露试验,在分析两者主要区别的基础上,并结合试验结果建立了运煤栈桥的碳化方程,且该模型具有一定的实用性和理论基础,可用于栈桥支架结构的碳化深度预测;同时,根据自然碳化试验,采用了表面阻断剂方法,分析对比了三种不同涂料对碳化速度的影响,从而提出一种降低碳化速度的最优办法。     

冻融和碳化共同作用下混凝土损伤分析

通过室内模拟试验,研究了冻融和碳化共同作用下混凝土质量和相对动弹性模量的变化规律.结果表明:混凝土在冻融和碳化共同作用下的损伤大于其在冻融单一作用下的损伤.建立了混凝土在冻融和碳化共同作用下的损伤模型,该模型拟合精度较高.     

粉煤灰混凝土黏结性能试验研究

通过对粉煤灰混凝土黏结试件的直接拔出试验和梁式试验,分析粉煤灰掺量、钢筋种类、钢筋直径、混凝土强度和混凝土保护层厚度等因素对黏结性能的影响。研究结果表明：粉煤灰掺量越大,加载端和自由端钢筋滑移量、加载端钢筋应变、黏结应力峰值越小;混凝土强度越高,自由端钢筋开始滑移时的荷载越大,加载端和自由端钢筋滑移量越小,加载端钢筋应变、黏结应力峰值越大;钢筋直径越大,加载端和自由端钢筋滑移量、加载端钢筋应变越小;与配置HRB335级钢筋的试件相比,配置HRB400级钢筋的试件自由端钢筋开始滑移时的荷载更大,加载端和自由端钢筋滑移量、加载端和自由端钢筋应变、所需的黏结长度更小,黏结应力峰值更大。     

粉煤灰混凝土早期黏结性能试验研究

选取粉煤灰混凝土龄期为7d、14d、28d、60d、90d、180d和360d,对钢筋与施工期粉煤灰混凝土的黏结性能进行了拉拔试验,分析了黏结性能随龄期的变化规律。结合已有的试验结果进行统计分析,提出了粉煤灰混凝土早期黏结强度的计算式,建立了粉煤灰混凝土早期的黏结 滑移本构关系。研究结果表明：随着混凝土龄期的增长,自由端开始滑移时的荷载也随之增大,加载端、自由端滑移均减小,加载端钢筋应变增大,钢筋应变沿黏结长度的分布曲线变陡,黏结应力峰值增大;与已有研究结果相比,黏结强度计算式误差为10%~25%,黏结 滑移本构关系计算式在滑移1.0 mm以内接近,而滑移超过1.0 mm则误差较大。