蒸养预应力混凝土碳化及氯离子侵蚀试验研究及理论分析

论文摘要

目前,我国高速铁路桥梁梁体大部分采用蒸养预应力混凝土箱梁,但是复杂的工程环境给高速铁路桥梁结构的耐久性带来严峻考验。如碳化作用及氯离子侵蚀等,加之蒸养及施工维护过程中操作不规范等各因素作用,致使许多重大桥梁工程结构寿命明显缩减。本文以蒸养预应力桥梁为研究对象,通过碳化及氯离子侵蚀试验研究了蒸养混凝土在应力状态下的碳化规律及氯离子侵蚀模型,论文主要完成了以下几方面的工作：(1)通过碳化试验研究了蒸养预应力混凝土的碳化速度与应力状态及碳化时间的关系；分析了影响蒸养预应力混凝土碳化速度的主要影响因素及碳化机理,提出多系数的蒸养混凝土碳化深度预测模型,运用该模型得到了蒸养混凝土碳化深度理论值,并与实测值进行对比。(2)通过试验研究蒸养预应力混凝土中氯离子含量随侵蚀时间及深度的变化规律；研究了蒸养预应力混凝土中氯离子的来源、侵入途径、传输及渗透机理,提出了拉、压应力状态下的蒸养混凝土中氯离子扩散模型,并运用试验数据对该模型进行了验证。(3)运用蒸养预应力混凝土氯离子扩散模型,研究了以离海岸1.5km内的混凝土结构在不同应力及不同保护层厚度条件下,钢绞线的初锈时间t0,结果表明：拉应力作用下钢绞线初锈时间短于压应力作用的；同等条件下,蒸养混凝土内的钢绞线初锈时间短于普通混凝土内的。

论文目录

• 摘要
• ABSTRACT
• 第一章 绪论
• 1.1 研究背景及意义
• 1.2 蒸养预应力混凝土的耐久性研究现状
• 1.2.1 蒸养预应力混凝土碳化研究
• 1.2.2 蒸养预应力混凝土氯离子侵蚀规律研究
• 1.3 存在的问题与不足
• 1.4 本文研究的主要内容
• 第二章 蒸养预应力混凝土的碳化试验研究
• 2.1 引言
• 2.2 碳化试验设计
• 2.2.1 试验材料及配合比
• 2.2.2 试件设计
• 2.2.3 试件的制作
• 2.2.4 碳化深度测试
• 2.3 试验结果及分析
• 2.3.1 试验结果
• 2.3.2 应力状态对蒸养混凝土碳化深度的影响分析
• 2.2.3 碳化龄期对蒸养混凝土碳化深度的影响分析
• 2.4 小结
• 第三章 蒸养预应力混凝土碳化深度预测模型研究
• 3.1 前言
• 3.2 影响蒸养预应力混凝土碳化深度的主要因素
• 3.3 混凝土的碳化深度预测模型
• 3.3.1 理论模型
• 3.3.2 基于气体扩散理论与试验研究的碳化深度预测模型
• 3.3.3 经验模型
• 3.4 蒸养预应力混凝土碳化理论模型
• 3.5 矿粉、养护方法及应力对碳化表观扩散系数的影响
• 3.5.1 矿粉掺量的影响参数的确定
• 3.5.2 养护方法的影响参数的确定
• 3.5.3 应力状态对碳化表观扩散系数的影响
• 3.6 蒸养预应力混凝土碳化理论模型的验证
• 3.6.1 不同应力状态下碳化理论模型计算值与实测值
• 3.6.2 不同碳化龄期碳化理论模型计算值与实测值的比较
• 3.6.3 蒸养预应力混凝土碳化理论模型的验证
• 3.7 小结
• 第四章 蒸养预应力混凝土的氯离子侵蚀试验研究
• 4.1 引言
• 4.2 氯离子侵蚀试验设计
• 4.2.1 试件设计
• 4.2.2 氯离子的测试方法
• 4.3 试验结果及分析
• 4.3.1 试验结果
• 4.3.2 拉、压应力作用下蒸养混凝土氯离子含量随深度变化及分析
• 4.3.3 不同深度处氯离子含量随时间的变化分析
• 4.4 小结
• 第五章 蒸养预应力混凝土氯离子侵蚀模型研究
• 5.1 引言
• 5.2 蒸养预应力混凝土中氯离子的来源及侵入途径
• 5.2.1 蒸养预应力混凝土中氯离子的来源
• 5.2.2 氯离子侵入蒸养预应力混凝土的主要途径
• 5.3 氯离子侵入蒸养预应力混凝土的计算模型
• 5.4 蒸养预应力混凝土中氯离子扩散模型研究
• 5.4.1 氯离子扩散系数
• 5.4.2 混凝土保护层厚度
• 5.5 蒸养预应力混凝土结构中氯离子侵蚀模型研究
• 5.5.1 蒸养预应力混凝土中氯离子侵蚀模型的建立
• 5.5.2 蒸养预应力混凝土中氯离子侵蚀模型的验证
• 5.6 蒸养预应力混凝土结构中钢绞线初锈时间的研究
• 0的因素'>5.6.1 影响钢绞线初锈时间t₀的因素
• cr的影响因素分析'>5.6.2 临界氯离子浓度C_cr的影响因素分析
• 5.6.3 混凝土表面氯离子浓度
• 0的实例分析'>5.6.4 钢绞线初锈时间t₀的实例分析
• 5.7 小结
• 第六章 结论与展望
• 6.1 结论
• 6.2 展望
• 参考文献
• 致谢
• 攻读学位期间主要研究成果