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基于机械与环境复合作用的混凝土结构碳化性能及寿命预测研究

基于机械与环境复合作用的混凝土结构碳化性能及寿命预测研究

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作者：宋晓翠青岛理工大学

学位级别：硕士

实际工程中的混凝土结构大都同时或先后经受机械和环境荷载等多种因素的复合作用,如冻融循环、碳化以及拉、压荷载等。对于最普遍的两种环境荷载,即冻融和碳化,以及最常见的受压机械荷载,认识和研究其复合破坏作用对混凝土耐久性及混凝... 详细信息

实际工程中的混凝土结构大都同时或先后经受机械和环境荷载等多种因素的复合作用,如冻融循环、碳化以及拉、压荷载等。对于最普遍的两种环境荷载,即冻融和碳化,以及最常见的受压机械荷载,认识和研究其复合破坏作用对混凝土耐久性及混凝土结构使用寿命的影响具有十分重要的现实意义。本文针对三种不同配合比的混凝土,分别是T,B,D。种情况进行试验研究。对混凝土不做任何处理;对混凝土进行50、100、200次冻融循环;对混凝土进行机械受压加载试验;对混凝土进行表面防水处理。然后针对以上四种情况的混凝土进行加速碳化和室内、室外自然碳化,随后进行毛细吸水,最终测定不同复合荷载作用后混凝土的CaCO含量、Ca(OH)含量、毛细吸水量和毛细吸收系数。利用可靠度理论预测结构使用寿命,从而研究复合环境荷载因素及环境与机械荷载复合因素对混凝土碳化性能及其使用寿命的影响。试验结果表明:混凝土碳化后的CaCO含量随水灰比的增大而增加,而Ca(OH)含量随水灰比的增大而减小;在先加机械荷载后碳化的复合作用下,计算其可靠度指标从而预测隧道环境下T混凝土的使用寿命为80年,而单纯碳化作用下的混凝土使用寿命为130年,因此,机械荷载与碳化复合作用下混凝土结构的使用寿命减小了:冻融破坏明显加速了混凝土的碳化进程,并且随冻融循环次数增加,加速作用越大;冻融循环作用后预测其隧道环境下T混凝土的使用寿命大大减小。可见,冻融与碳化复合作用下混凝土结构的使用寿命减小了,且随着冻融次数的增多其使用寿命大大减小;混凝土的毛细吸水量与时间平方根之间呈线性关系,机械荷载作用、冻融与碳化均造成混凝土毛细吸收系数增大,其中,冻融循环的影响程度相对较高,在冻融与碳化的共同作用下,毛细吸收系数迅速增长;表面涂有防水剂的混凝土抗碳化能力比未作防水处理的混凝土抗碳化能力强很多;室内自然碳化的CaCO与Ca(OH)含量达到稳定值的深度要大于室外自然碳化条件下的深度。

关键词：环境与机械复合作用冻融循环碳化毛细吸水表面防水处理使用寿命可靠度指标

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