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。     

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.     

矿物掺合料混凝土碳化性能试验研究

通过快速碳化试验,综合考虑水胶比、掺合料种类、掺量等因素,对掺合料混凝土碳化规律进行了研究.结果表明:低水胶比是保证掺合料混凝十具有较高抗碳化能力的重要手段之一.掺合料总掺量相同时,掺合料混凝土抗碳化能力从高到低依次为:三掺粉煤灰+矿渣+硅灰,双掺粉煤灰+矿渣,双掺粉煤灰+硅灰,单掺矿渣,单掺粉煤灰,单掺硅灰.合理双掺粉煤灰+矿渣或三掺粉煤灰+矿渣+硅灰,不仅能使混凝土获得满足要求的抗碳化能力,还可以大大提高水泥取代量.     

隔震结构的温度应力研究

隔震结构是近年来受到广泛使用的一种新型结构形式。对新建工程——西安330kV西北郊变电站中的110kV配电楼采用隔震技术,这是隔震技术首次应用于电力系统中,实践证明取得了良好的效果。对该结构采用SAP2000程序及有限元分析方法,得到其在温度应力作用下的内力,并将计算结果与相同条件下采用抗震技术及采用后浇带方法等引起的不同温度应力问题进行了探讨研究。     

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。     

基于双剪统一强度理论的FRP约束混凝土的承载力

外包纤维复合材料(FRP)约束混凝土,可以有效的提高混凝土的承载力和延性.本文系统总结了几种较为典型的FRP约束混凝土承载力的计算方法,通过对已有大量试验研究结果的分析,指出FRP约束混凝土的性能主要取决于FRP对混凝土的约束效果.根据双剪统一强度理论和静力平衡条件,建立了FRP约束混凝土的承载力的计算模型.该模型反映双向FRP约束混凝土的特点,主要考虑了约束效应系数、非约束混凝土的强度以及FRP材料的性能等因素对约束混凝土承载力的影响.模型计算结果与试验数据吻合较好.     

弯曲应力作用下喷射混凝土氯离子扩散研究

采用弹簧四点弯曲加载法,对弯曲应力作用下喷射混凝土受拉区和受压区氯离子扩散性能进行了研究。以Fick第二定律为基准,对氯离子含量分布进行了拟合,分析弯曲应力作用下喷射混凝土氯离子扩散系数的变化规律。通过对比分析同配合比模筑混凝土、喷射混凝土和钢纤维喷射混凝土中氯离子含量分布规律,研究钢纤维和混凝土的成型方式对氯离子扩散性能的影响。结果表明：弯曲应力对喷射混凝土氯离子扩散影响大。应力改变喷射混凝土孔结构分布和微裂缝的数量及深度,对氯离子扩散速率产生影响。受拉区侧,氯离子含量随弯曲应力比增大而增大;受压区侧,氯离子含量随弯曲应力比增大而减小。氯离子扩散系数变化规律与氯离子含量变化规律相同。同应力比时,喷射混凝土氯离子扩散系数最大,钢纤维喷射混凝土和模筑混凝土氯离子扩散系数关系与受力方式、应力比大小、钢纤维和成型方式等有关。     

玄武岩-聚丙烯混杂纤维混凝土孔结构分析

通过试验研究了玄武岩-聚丙烯混杂纤维混凝土(1∶1)在不同纤维掺量下的孔隙结构特征。结果表明:在混凝土中掺加纤维,含气量随着纤维掺量增加呈现先减小后增大的规律;纤维掺量为0时混凝土内小孔隙和中孔隙居多,纤维掺量增加,小孔隙和中孔隙减少,孔隙比表面积也随之减小。     

碳化与酸雨侵蚀共同作用下钢纤维混凝土的耐久性能

测试了碳化和酸雨侵蚀共同作用下钢纤维混凝土的质量变化率、劈拉强度变化率、溶蚀深度、中性化深度,系统研究了碳化和酸雨侵蚀共同作用下钢纤维混凝土的耐久性能.结果表明：碳化加速了酸雨侵蚀下混凝土的溶蚀;碳化和酸雨侵蚀共同作用下的混凝土质量损失率、劈拉强度损失率以及溶蚀深度都大于单独酸雨侵蚀作用下的混凝土质量损失率、劈拉强度损失率以及溶蚀深度,中性化深度大于单独酸雨侵蚀下中性化深度和单独碳化作用下中性化深度的叠加;碳化与酸雨侵蚀作用对混凝土中性化都有贡献,并且贡献大小几乎相当.适量钢纤维的掺入能有效抑制酸雨侵蚀引起的混凝土溶蚀,并降低混凝土中性化速度;掺15%（体积分数）钢纤维混凝土的耐久性能最优.