砂浆内钢筋锈胀应力监测与数值模拟研究

钢筋锈蚀是导致海洋混凝土结构失效破坏的最主要原因,探明钢筋锈胀应力发展及其诱导混凝土开裂的过程对于钢筋混凝土服役寿命预测有重要意义。采用内掺盐与恒电位加速砂浆内钢筋锈蚀,通过砂浆外不锈钢圆环环贴应变片实现钢筋锈蚀过程的应变监测,并计算锈胀应力,利用COMSOL软件分析混凝土中钢筋锈胀应力发展及混凝土锈胀开裂历程。结果表明：利用有限元与钢筋锈胀时变径向位移加载,实现钢筋混凝土锈胀开裂过程的模拟,模拟结果与试验结果基本一致;不考虑砂浆、钢筋的非均匀性及锈蚀产物对开裂砂浆的充填效应,模拟结果不能真实反映锈胀应力的波动性及锈胀应力释放与缓慢增加的过程;提高砂浆强度、减小钢筋直径可以有效延缓钢筋锈胀导致混凝土开裂的时间。     

海水海砂混凝土力学性能与耐久性研究综述

远海工程建设面临钢筋混凝土易腐蚀、河砂和淡水匮乏等难题。国内外学者选择资源丰富的海水海砂代替淡水河砂制备混凝土,并研究其工作性能、力学性能及耐久性能。海水海砂中高含量的氯盐会加快水泥水化和凝结,导致早凝和早期强度提高,但后期增长变缓,最终强度与淡水河砂混凝土相近。海砂中少量的贝壳对混凝土工作性能和力学性能影响不大。海水海砂混凝土中的氯离子传输及结合方式更为复杂,其不同于内掺型氯离子,由此导致海水海砂混凝土中的钢筋锈蚀机理改变。辅助胶凝材料、复合型阻锈剂及纤维增强复合筋等为海水海砂混凝土结构应用提供了保障。     

氯盐腐蚀下纤维/树脂界面黏结退化试验与分子动力学模拟

纤维/树脂界面黏结性能对纤维增强聚合物(FRP)筋承载过程中纤维与基体之间力的传递至关重要，但海水海砂混凝土孔溶液中氯离子扩散至纤维/树脂界面区会使得其黏结性能退化。自制纤维/树脂微脱黏装置，并与数字图像相关(DIC)技术相结合，追踪玄武岩/玻璃纤维与树脂在氯盐溶液中腐蚀28d的黏结性能退化过程，并通过分子动力学模拟揭示了腐蚀离子导致界面黏结性能退化机制。结果表明：玻璃纤维与树脂间的黏结性能优于玄武岩纤维；玄武岩/玻璃纤维与树脂在NaCl溶液腐蚀28d，其界面黏结力分别下降了73.9%和71.8%，拉拔过程中破坏模式以基体开裂和纤维拔出为主；树脂与纤维基底主要通过形成氢键黏结，氯离子与基底界面原子的相互作用使原有氢键原子对数量减少，加速了纤维与树脂的脱黏。