疲劳与环境作用下混凝土的耐久性研究进展

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混凝土结构中的疲劳与耐久性设计原则及应用

混凝土结构中的疲劳与耐久性设计原则及应用

混凝土结构中的疲劳与耐久性设计原则及应用一、引言混凝土结构是建筑工程中最常见的建筑材料之一,其优点在于其强度大、耐久性高、施工方便等。

但是,在实际使用中,混凝土结构也会面临疲劳与耐久性问题。

因此,本文将详细介绍混凝土结构中的疲劳与耐久性设计原则及应用。

二、混凝土结构中的疲劳问题1. 疲劳的定义疲劳是指材料在受到重复载荷作用时发生的损伤和破坏。

在混凝土结构中,疲劳主要是由于受到重复荷载引起的。

2. 疲劳的危害混凝土结构的疲劳问题会导致混凝土结构的强度和刚度的降低,甚至会引起结构的崩塌。

因此,疲劳问题在混凝土结构设计中是必须考虑的问题。

3. 疲劳的影响因素混凝土结构中的疲劳问题受到多种因素的影响。

其中,主要包括以下几个方面:(1)荷载频率:荷载频率越高,疲劳损伤越严重。

(2)荷载幅值:荷载幅值越大,疲劳损伤越严重。

(3)荷载形式:不同形式的荷载对混凝土结构的疲劳损伤也不同。

(4)材料本身的性能:不同材料的抗疲劳性能不同。

4. 疲劳的设计原则为了解决混凝土结构中的疲劳问题,需要在设计阶段采取一系列措施。

具体的设计原则如下:(1)减小荷载频率:可以通过增加支撑点、减小振动源的频率等方式来减小荷载频率。

(2)减小荷载幅值:可以通过加强结构刚度、减小荷载大小等方式来减小荷载幅值。

(3)选择合适的荷载形式:需要根据实际情况选择合适的荷载形式,例如单向、双向、多向、随机等荷载形式。

(4)选择合适的材料:需要选择具有良好抗疲劳性能的材料。

5. 疲劳的解决方法除了在设计阶段采取一系列措施外,还可以通过以下几种方式来解决混凝土结构中的疲劳问题:(1)加强结构的刚度:可以通过增加结构的截面尺寸、增加加劲板的数量等方式来加强结构的刚度,从而减小结构的振动。

(2)采用防疲劳材料:可以采用具有良好抗疲劳性能的材料来替代传统的混凝土材料,例如纤维加强混凝土等。

(3)加装减振器:可以在混凝土结构的支撑点或节点处加装减振器,从而减小结构的振动。

混凝土耐久性研究现状综述

混凝土耐久性研究现状综述

混凝土结构耐久性现状
混凝土结构耐久性现状
目前,混凝土结构耐久性面临着诸多问题。其中,评估方法的不完善是一个 关键问题。现有的评估方法主要基于经验和实验室测试,难以准确预测混凝土结 构的耐久性。此外,设计规范和标准的不完备也影响了混凝土结构耐久性的提升。 在实际应用中,对混凝土结构的维护和管理也存在着较大的不足,导致结构的耐 久性受到影响。
2.3.1钢筋锈蚀
其中,电化学防护技术通过向混凝土中引入金属离子或极化剂,改变钢筋的 电化学状态,以减缓锈蚀速率。钝化剂涂层则在钢筋表面形成保护膜,防止水分 和氧气渗透,从而延缓锈蚀过程。改性混凝土则通过优化混凝土的配合比和原材 料,提高混凝土的密实度和抗渗透性,以达到抗腐蚀的目的。然而,钢筋锈蚀的 机理复杂,影响因素众多,如何准确评估和控制钢筋锈蚀仍然是研究的热点和难 点。
混凝土结构耐久性关键问题
混凝土结构耐久性关键问题
混凝土结构耐久性的关键问题主要包括以下几个方面: 1、混凝土结构的劣化机理:混凝土结构的劣化是指结构在使用过程中性能的 降低。研究劣化机理有助于了解结构的耐久性,从而采取有效的措施提高其使用 寿命。
混凝土结构耐久性关键问题
2、混凝土结构的寿命预测:预测混凝土结构的寿命是评估其耐久性的重要手 段。通过研究影响结构寿命的因素,可以更好地预测其耐久性,并为结构的维护 和管理提供指导。
混凝土结构耐久性受损原因及其 影响
混凝土结构耐久性受损原因及其影响
混凝土结构耐久性受损的主要原因包括以下几个方面: 1、碳化:混凝土碳化是指大气中的二氧化碳与混凝土中的碱性物质发生化学 反应,导致混凝土碱度降低,从而削弱了其对钢筋的钝化保护作用。
混凝土结构耐久性受损原因及其影响
2、氯离子侵蚀:氯离子在混凝土中的渗透会导致钢筋的腐蚀,进而引发混凝 土开裂和剥落。

混凝土的耐久性能研究

混凝土的耐久性能研究

混凝土的耐久性能研究一、引言混凝土是现代建筑中最常用的材料之一,其在工程建设中具有很高的应用价值。

然而,由于环境因素和使用条件的变化,混凝土结构存在着各种各样的耐久性问题,如龟裂、脱落、腐蚀等。

因此,混凝土的耐久性问题一直是建筑工程领域的一个热门研究方向。

本文将从混凝土的材料特性、耐久性能及影响因素等方面进行探讨和研究。

二、混凝土的材料特性混凝土是由水泥、砂、石料和水等材料混合而成的人造材料,其主要材料特性如下:1.强度高:混凝土具有较高的抗压强度和抗拉强度。

2.可塑性好:混凝土可以通过模具成型,灌注成型或喷射成型等多种方式制作各种形状的构件。

3.密实性好:混凝土的密实性可以有效地防止水分渗透和酸碱侵蚀。

4.耐久性好:混凝土具有较好的耐久性,可以在各种恶劣的环境条件下使用。

三、混凝土的耐久性能混凝土的耐久性主要包括以下几个方面:1.抗冻性:混凝土在低温下容易产生龟裂和脱落,甚至引起结构破坏。

2.耐久性:混凝土在长期使用和恶劣环境下容易产生龟裂、腐蚀和脱落等问题。

3.抗酸碱侵蚀性:混凝土在酸碱环境中容易发生化学反应,导致混凝土的物理性能发生变化。

4.耐热性:混凝土在高温下易产生龟裂和脱落等问题,甚至导致结构破坏。

5.抗震性:混凝土在地震等自然灾害下易发生破坏。

四、影响混凝土耐久性的因素混凝土的耐久性受到以下几个因素的影响:1.材料选择:混凝土的材料选择和配合比例对其耐久性有着重要的影响,合理的材料选择和配合比例可以有效地提高混凝土的耐久性。

2.施工工艺:混凝土的施工工艺也是影响其耐久性的因素之一,合理的施工工艺可以有效地提高混凝土的耐久性。

3.使用条件:混凝土的使用条件也是影响其耐久性的因素之一,如温度、湿度、酸碱度等。

4.环境因素:混凝土所处的环境也是影响其耐久性的因素之一,如气候、水质、空气污染等。

五、提高混凝土耐久性的方法为了提高混凝土的耐久性,可以采取以下几种方法:1.合理选择材料:选择合适的水泥、砂、石料等材料,并按照一定的比例进行配合,可以提高混凝土的耐久性。

混凝土耐久性研究

混凝土耐久性研究

混凝土耐久性研究混凝土是建筑工程中常用的一种材料,具有优良的耐久性和强度,但是在实际应用过程中,由于受到环境、荷载等多种因素的影响,混凝土的耐久性问题也成为了工程中的一个重要研究内容。

本文将对混凝土的耐久性进行研究,并探讨其影响因素及相关的解决方法。

一、混凝土耐久性的影响因素1. 环境因素混凝土在不同的环境中会受到不同程度的侵蚀和破坏,比如气候条件、化学腐蚀、生物侵蚀等。

在潮湿的环境中,混凝土易受到水分侵蚀,导致混凝土内部空隙被侵蚀并加速腐蚀。

在酸雨的腐蚀下,混凝土内的水泥基质会被溶解,从而降低混凝土的强度和耐久性。

生物的侵蚀也是影响混凝土耐久性的一个重要因素,生长在混凝土表面的植物根系、细菌和真菌会对混凝土产生破坏作用,进一步减少混凝土的使用寿命。

2. 结构设计及施工工艺混凝土结构设计的合理与否,以及施工工艺的优劣都会直接影响混凝土的耐久性。

比如在结构设计中,应该充分考虑到混凝土在使用寿命内可能受到的荷载及变形,以及预留的防护层等,以降低混凝土的受力状态。

施工工艺的好坏也会直接影响混凝土的质量,比如浇筑时的震动、密实度和成坯的养护等。

3. 材料选用混凝土的耐久性还与使用的材料有直接关系,如水泥的品质、骨料的优劣、添加剂和外加剂的选用等。

其中水泥的品质直接影响混凝土的耐久性,因为其决定了混凝土的强度和抗渗透性,而骨料的优劣会影响混凝土的强度和耐久性,添加剂和外加剂的选用则会影响混凝土的工作性能和耐久性。

二、混凝土耐久性的研究方法及解决方案1. 实验研究对混凝土的耐久性进行实验研究是比较常用的方法之一。

通过模拟不同环境条件对混凝土的侵蚀和破坏,研究混凝土的耐久性变化规律,并探讨其影响因素。

比如可以通过浸泡试验、腐蚀试验、冻融试验等,来评价混凝土的耐久性,并根据实验结果提出相应的解决方案。

2. 数值模拟利用数值模拟的方法对混凝土的耐久性进行研究,通过建立相应的数学模型,模拟不同环境条件下混凝土的受力和破坏过程,预测混凝土在不同环境下的使用寿命,为设计和施工提供参考依据。

超高性能混凝土拉伸与疲劳性能研究进展

超高性能混凝土拉伸与疲劳性能研究进展

3、开展超高性能混凝土与其他材料的复合研究,拓展其应用范围;
4、研究和推广超高性能混凝土的绿色制备技术和环保性能,推动绿色建筑 发展。
参考内容二
超高性能混凝土(UHPC)是一种具有极高强度、耐久性和韧性的新型混凝土 材料。由于其优异的性能,UHPC已成为国内外土木工程领域的研究热点。本次演 示将介绍UHPC在国内外的研究进展。
三、UHPC疲劳性能研究
疲劳性能是决定结构物安全性的重要因素。由于疲劳引起的损伤是结构物破 坏的主要原因之一,因此对UHPC疲劳性能的研究至关重要。目前,关于UHPC疲劳 性能的研究主要集中在以下几个方面:
1、疲劳损伤机制:通过对UHPC进行疲劳试验,研究其在疲劳作用下的损伤 演变规律和机制,为其抗疲劳设计和应用提供理论依据。
五、结论
本次演示对UHPC拉伸与疲劳性能的研究进展进行了综述。通过对UHPC拉伸性 能和疲劳性能的研究现状进行总结,指出了存在的问题和未来研究方向。为了更 好地满足工程需求和提高结构安全性,未来需要在微观机制、多因素耦合作用、 耐久性、数值模拟与优化设计等方面进行深入研究。通过跨学科合作和实践应用, 将有助于推动UHPC在工程领域的发展和应用水平的提高。
二、UHPC拉伸性能研究
UHPC的拉伸性能是其基本力学性能之一,对其在服役过程中的安全性具有重 要影响。近年来,研究者们在UHPC的拉伸性能方面进行了大量研究。例如,通过 在UHPC中添加钢纤维或碳纤维等增强材料,可以有效提高其抗拉强度和韧性。此 外,通过优化配合比设计和制备工艺,也可以显著改善UHPC的拉伸性能。
2、疲劳寿命预测:基于大量试验数据,利用回归分析等方法建立UHPC疲劳 寿命预测模型,为其在工程实践中的安全应用提供技术支持。
3、疲劳损伤修复:针对已发生疲劳损伤的UHPC结构,研究有效的修复方法 和技术,以延长其使用寿命并降低安全隐患。

混凝土耐久性研究

混凝土耐久性研究

混凝土耐久性研究混凝土作为建筑材料中常用的一种材料,具有良好的耐久性和承载能力,被广泛应用于建筑物、道路、桥梁等工程中。

随着建筑工程的发展和城市化进程的加速,混凝土结构的耐久性问题越来越受到关注。

固有的混凝土耐久性问题包括:龄期收缩裂缝、碱-骨料反应、钢筋锈蚀、氯离子渗透和低温对混凝土材料性能的影响等。

一、龄期收缩裂缝在混凝土的早期龄期,由于混凝土内部水分的蒸发和收缩,以及外部环境因素的影响,容易产生龄期收缩裂缝。

这些裂缝会影响混凝土的力学性能和耐久性,甚至导致混凝土结构的变形和破坏。

龄期收缩裂缝的控制和预防成为混凝土工程中的重要问题。

目前,针对龄期收缩裂缝的研究主要集中在混凝土材料的配合比设计和施工工艺等方面。

通过合理设计混凝土配合比,选择合适的水泥种类和掺合料,以及采用预应力技术和混凝土养护等方法,可有效控制混凝土的龄期收缩裂缝,提高混凝土结构的耐久性。

二、碱-骨料反应碱-骨料反应是混凝土耐久性问题中的一个主要难题。

在一些条件下,混凝土中的氢氧化钙和氢氧化钠等碱性组分与骨料中的活性硅酸盐矿物发生反应,产生胶凝胀缩物质,导致混凝土内部产生裂缝和结构损坏,降低混凝土的力学性能和耐久性。

三、钢筋锈蚀在混凝土结构中,钢筋起着增强混凝土强度和抗拉性能的作用。

当混凝土受到渗水、受潮或受腐蚀等影响时,钢筋易发生锈蚀,导致混凝土结构的力学性能和耐久性下降。

研究钢筋锈蚀问题对提高混凝土结构的耐久性至关重要。

目前,针对钢筋锈蚀问题的研究主要集中在混凝土覆盖层设计和防护措施等方面。

通过采用合适的混凝土配合比、混凝土覆盖层厚度和材料,以及采用防腐技术和防护措施等方法,可以有效避免钢筋发生锈蚀,延长混凝土结构的使用寿命。

四、氯离子渗透混凝土结构常常处于潮湿、潮热环境中,容易受到外界氯离子的渗透。

氯离子渗透会破坏混凝土中的水化产物和表面保护层,降低混凝土结构的耐久性和抗渗性能,甚至导致混凝土结构的钢筋锈蚀和裂缝形成。

五、低温对混凝土材料性能的影响在寒冷地区,混凝土结构常常受到低温冻融环境的影响,容易产生冻融裂缝和冻害现象。

混凝土构造设计中的疲劳问题研究

混凝土构造设计中的疲劳问题研究

混凝土构造设计中的疲劳问题研究一、引言在混凝土结构设计中,疲劳问题是一个重要的研究方向。

混凝土结构在长期使用过程中,受到不断的荷载作用,容易发生疲劳破坏。

因此,深入研究混凝土结构的疲劳问题,对于提高混凝土结构的安全性和耐久性具有重要指导意义。

本文将从混凝土结构的疲劳机理、疲劳试验、疲劳分析和疲劳寿命预测四个方面进行详细的研究。

二、混凝土结构的疲劳机理疲劳是指在荷载作用下,混凝土结构经历了多次循环应力载荷,最终导致结构失效的现象。

混凝土结构的疲劳机理主要是由于内部微观裂纹的扩展和相互交汇产生的。

随着循环次数的增加,混凝土内部的微观裂纹逐渐扩展,最终形成裂缝。

裂缝的扩展会导致混凝土的强度和刚度下降,直到结构失效。

因此,混凝土结构的疲劳问题是一个时间相关的问题,与荷载历史、荷载幅值、荷载频率等因素密切相关。

三、混凝土结构的疲劳试验为了研究混凝土结构的疲劳问题,需要进行一系列的疲劳试验。

常见的疲劳试验方法包括拉压疲劳试验、弯曲疲劳试验和旋转弯曲疲劳试验等。

这些试验可以模拟不同类型的混凝土结构在长期使用过程中的荷载作用,从而研究混凝土结构的疲劳性能。

四、混凝土结构的疲劳分析疲劳分析是指通过数学方法分析混凝土结构在疲劳荷载作用下的响应和失效机理。

常见的疲劳分析方法包括极限状态法和应力范围法等。

极限状态法是通过疲劳极限状态检验混凝土结构是否能够承受疲劳荷载作用。

应力范围法则是通过计算混凝土结构在荷载循环载荷作用下的应力范围,来判断混凝土结构疲劳寿命的长短。

五、混凝土结构的疲劳寿命预测疲劳寿命预测是指通过疲劳试验和疲劳分析结果,预测混凝土结构在长期使用过程中的疲劳寿命。

常见的疲劳寿命预测方法包括基于应力范围的疲劳寿命预测方法、基于裂纹扩展理论的疲劳寿命预测方法和基于损伤累积的疲劳寿命预测方法等。

这些方法可以预测混凝土结构在长期使用过程中的疲劳寿命,并提出相应的结构加固和维修建议。

六、结论混凝土结构的疲劳问题是一个重要的研究方向。

混凝土结构的疲劳性能研究与应用

混凝土结构的疲劳性能研究与应用

混凝土结构的疲劳性能研究与应用疲劳是指材料或结构在经历了反复加载或循环载荷后出现的失效现象。

对于混凝土结构而言,疲劳破坏可能会导致结构的塌陷、裂缝的扩展以及结构整体的强度下降。

因此,研究混凝土结构的疲劳性能,对于确保结构的安全运行和延长其使用寿命具有重要意义。

一、混凝土疲劳损伤机理在研究混凝土结构的疲劳性能之前,我们需要先了解混凝土材料的疲劳损伤机理。

常见的混凝土疲劳损伤机理包括裂缝的形成与扩展、材料的强度下降等。

在循环荷载作用下,混凝土中的微裂缝会逐渐扩展,导致结构的强度下降。

此外,混凝土中的骨料与胶凝材料之间的界面也容易出现剥离与剪切破坏,进一步加剧结构的损伤。

疲劳损伤还会引起混凝土的蠕变效应加剧,使得结构承载能力降低。

二、混凝土疲劳性能研究方法为了评估混凝土结构的疲劳性能,研究人员通常采用以下方法:1. 疲劳试验:通过对混凝土试件进行循环加载试验,研究其疲劳寿命和损伤程度。

试验结果可以用来确定材料的疲劳强度曲线,为实际工程中的设计提供依据。

2. 数值模拟:通过建立混凝土材料的本构模型,运用数值方法模拟混凝土结构在循环荷载作用下的响应。

这种方法可以辅助理论分析,研究结构在不同加载条件下的疲劳性能。

3. 微观分析:通过显微镜观察混凝土试件的微观结构,研究疲劳加载下混凝土中裂缝的形成与扩展机理。

微观分析可以揭示混凝土材料的内在损伤过程,为深入理解疲劳性能提供依据。

三、混凝土疲劳性能的应用混凝土结构的疲劳性能研究对于实际工程的设计、施工和维护具有重要意义。

1. 结构设计:基于混凝土疲劳性能的研究成果,可以为结构设计中的疲劳安全性分析提供依据。

通过考虑结构在长期使用过程中可能遇到的疲劳加载情况,可以优化结构设计,提高结构的抗疲劳能力。

2. 施工控制:混凝土结构在施工过程中可能会遇到动态荷载的作用,如混凝土浇筑、振捣过程中的振动等。

研究混凝土的疲劳性能可以指导施工中的荷载控制,减少结构在施工过程中的损伤。

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疲劳与环境作用下混凝土的耐久性研究进展
发表时间:2019-06-06T16:00:10.553Z 来源:《建筑学研究前沿》2019年3期作者:周艳霞1 谢波1
[导读] 桥梁、公路、海洋平台等混凝土结构在实际服役环境中经历着荷载与环境共同作用。

中核新能核工业工程有限责任公司山西太原 030012
摘要:桥梁、公路、海洋平台等混凝土结构在实际服役环境中经历着荷载与环境共同作用。

对疲劳荷载加载方式、疲劳荷载对混凝土碳化及氯离子侵蚀的影响进行了总结与分析,并指出需要进一步研究和探索的问题。

关键词:混凝土;疲劳荷载;碳化;氯离子
Review Progress on Durability of Concrete under Fatigue and Environment
Zhou yanxia1,Xie bo1
(CNNC Xinneng Nuclear Engineering Co.,Ltd,Taiyuan 030012,China)
Abstract:Concrete structures such as bridges,highways,and offshore platforms experience the combined effects of loads and the environment in the actual service environment.This paper summarizes and analyzes the loading methods of fatigue,the effects of fatigue load on carbonation of concrete and chloride ion erosion,and points out issues that need further research and exploration.
Key words:concrete;fatigue load;carbonation;chloride ion
引言
近年来,随着我国城市化进程的不断推进及现代化不断发展,高铁、地铁、机场、道路、桥梁等工程建设迎来了高峰期。

混凝土结构因其取材容易、性能稳定、耐火性能好等诸多优点而被广泛地应用上述工程。

在实际服役过程中,此类混凝土结构不仅经历着环境作用(空气中CO2碳化作用、腐蚀性离子侵蚀、冻融作用等),同时还经历着循环往复的交通运输荷载(即疲劳荷载),在诸多作用下混凝土耐久性问题变得越来越突出。

在疲劳荷载作用下,混凝土内部微裂缝不断萌生、扩展、汇合,直至混凝土试件失稳破坏。

混凝土碳化及氯离子侵蚀均是CO2、Cl-1通过混凝土孔隙、裂缝进入内部并发生作用。

处于海洋环境、除冰盐环境中的混凝土结构,在混凝土碳化、氯离子侵蚀与疲劳荷载耦合作用下,混凝土结构的耐久性性能会加剧劣化,直接关系到混凝土结构能否满足正常使用要求、能否达到预定的服役年限,甚至影响建筑结构的安全性[1]。

鉴于公路、铁路、桥梁等混凝土结构在疲劳荷载和环境共同作用下,将导致混凝土结构耐久性退化和过早劣化,将造成严重的安全隐患和巨大的经济损失。

本文将着重论述疲劳荷载与环境作用下混凝土的耐久性研究现状,并讨论需要进一步研究和探索的问题。

1.疲劳荷载的加载方式
疲劳荷载可按照不同的方式进行加载,获得不同疲劳损伤程度混凝土试件用于研究。

宋玉普[2,3]等通过自行改造的MTS疲劳试验机实现混凝土在定侧压下等幅和变幅抗压疲劳。

杨健辉[4]等通过大连理工大学研制的大型三轴试验机实现混凝土试件在双向侧压作用下受拉疲劳。

吕培印[5]基于室内试验,设计了在等幅和变幅疲劳荷载作用下混凝土的轴拉疲劳试验。

易成[6]、石小平[7]、王晶[8]利用三分点加载的方式实现混凝土试件弯曲疲劳。

2.疲劳荷载对混凝土碳化的影响
混凝土碳化是大气环境中的CO2气体通过混凝土内部孔隙、裂缝与混凝土中水化物发生化学反应的过程。

疲劳荷载作用会造成混凝土内部产生更多的裂缝,促使裂缝和孔隙贯穿连通,为环境中CO2提供更多通道向混凝土内部扩散,所以疲劳荷载大小和形式一定会影响混凝土碳化性能。

到目前为止,国内外学者对疲劳荷载作用下混凝土碳化性能研究已取得不少成果。

胡刚等[9]通过对使用年限不同的实际工程结构在疲劳荷载作用下,对其耐久性性能退化问题进行了调查研究,研究了在疲劳荷载作用下混凝土碳化性能随时间变化的规律,结果表明,疲劳荷载加速了CO2在混凝土中的扩散能力,加快了混凝土碳化速率,同时也加剧了混凝土中钢筋锈蚀的程度。

蒋金洋等[10]研究了疲劳荷载作用下超高程泵送钢纤维混凝土碳化性能,研究结果表明,疲劳荷载对混凝土碳化性能劣化存在临界值,一旦疲劳循环次数超过相应的临界值,SFRC试件的抗碳化性能就会随着疲劳次数的增加而降低。

王晶等[8]研究了不同疲劳损伤度混凝土的耐久性性能变化规律,综合分析了疲劳损伤对相对动弹模、混凝土碳化深度、空气渗透性、裂缝等多方面的影响,研究结果表明,混凝土碳化深度随疲劳损伤度的增大而增大。

3.疲劳荷载对氯离子侵蚀的影响
在实际工程中,处于海洋环境中或除冰盐环境中的混凝土结构,研究疲劳荷载作用下混凝土氯离子侵蚀性能具有重大的实际工程意义和理论研究价值。

到目前为止,国内外学者对疲劳荷载作用下混凝土氯离子侵蚀性能已开展了不少研究。

张武满等[13]研究了在抗压疲劳荷载作用下,GGBFS和SF对混凝土氯离子渗透性影响。

分析表明,氯离子渗透速率随应力水平增高而增大;GGBFS掺量不大于30%、SF掺量不大于10%时,可有效抑制氯离子在混凝土中的渗透性速率。

李炜等[14]采用轴向压缩疲劳加载方式,通过控制应力水平、加载循环次数,确定不同疲劳损伤度混凝土试件,研究了疲劳荷载对混凝土中氯离子扩散系数的影响。

研究表明,混凝土中氯离子扩散系数随疲劳损伤的增加而增大,该规律在高应力水平下更为明显,但未给出定量表达式。

孙培华[15]通过轴向压缩进行疲劳加载,对不同疲劳损伤程度混凝土进行了氯离子侵蚀试验。

结果表明,在疲劳荷载下,氯离子的侵蚀速率和侵蚀深度明显提高,特别当疲劳荷载水平超过0.6fu时,氯离子的侵蚀速率和侵蚀深度显著提高。

不足的是该研究未建立考虑疲劳荷载影响的氯离子扩散模型。

Saito等[16]研究了循环压缩荷载对混凝土氯离子侵蚀性能影响。

分析得出,当循环压缩荷载水平大于60%时,混凝土中氯离子侵蚀速度显著增大;氯离子侵蚀速率随混凝土残余应变的增大而增大;但未提出定量公式。

Xi等[17]利用微观监测方法,研究了轴心抗压疲劳与氯离子扩散交互作用下混凝土的氯离子传输性能,也得出了与Saito等[16]一致的结论。

Xiang等[18]利用数值模拟和可靠性分析方法,研究了不同疲劳损伤度混凝土氯离子扩散速率随时间变化规律,得出了以疲劳损伤度为
变量的氯离子扩散系数概率方程,来预测混凝土中氯离子侵蚀失效概率,为实际工程提供参考。

4.结论与展望
(1)总结国内外就疲劳荷载与环境作用下混凝土耐久性研究进展可见,目前研究大多集中于疲劳荷载作用后混凝土碳化速率、深度及氯离子侵蚀侵蚀速率、深度等宏观方面的定性研究;针对考虑疲劳荷载作用建立混凝土结构在环境作用下的寿命预测模型方面的研究较少。

(2)在实际工程中,疲劳荷载、碳化和氯离子侵蚀是耦合作用的,但是由于目前试验设备的局限性很难做到将这几种因素耦合考虑,这与服役的桥梁、公路、海洋平台等结构的实际情况有所差异。

因此,试验设备和方法有待进一步改进。

(3)疲劳荷载和环境耦合作用下混凝土耐久性寿命预测模型有待进一步研究,为海洋环境、除冰盐环境混凝土结构寿命预测提供理论依据。

参考文献
[1]李士彬,孙伟.疲劳、碳化和氯盐作用下混凝土劣化的研究进展[J].硅酸盐学报,2013(11):1459-1464.
[2]朱劲松,宋玉普.定侧压混凝土双轴抗压疲劳变形特性试验研究[J].建筑结构学报,2004,25(3):85-91.。

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