基於ICCP-SS方法的鋼筋混凝土連續梁耐久性保障策略研究

項目摘要

針對鋼筋鏽蝕引起的混凝土結構耐久性劣化研究，可分為材料耐久性和結構耐久性兩個層次。從材料耐久性的角度看，利用碳纖維增強複合材料(CFRP)作為輔助陽極的外加電流陰極保護技術(Impressed current cathodic protection, 簡稱為ICCP)已被證實可以有效阻止鋼筋鏽蝕；從結構耐久性的角度看，採用CFRP的結構加固方法可以顯著提高混凝土結構承載力。基於上述認識，本課題提出將陰極保護(ICCP)與結構增強（SS-Structural strengthening）有機結合的ICCP-SS方法，通過體系創新實現混凝土結構耐久性的新型保障策略。將此方法套用到實際建築工程中廣泛採用的連續梁超靜定結構中，研究結構性能演變規律、最佳化保障策略與設計方法。課題研究成果將實現ICCP-SS技術從材料到構件，再到結構的一體化研究和套用，具備重要的工程套用前景。

結題摘要

本項目針對鋼筋混凝土結構在濱海腐蝕環境下的ICCP-SS（陰極保護及結構加固）保障性策略開展理論、試驗與套用研究。基於前期研究中對碳纖維增強符合材料（CFRP）的電化學和力學性能研究成果，以及多重最佳化的水泥基無機膠凝材料，提出了適用於濱海腐蝕環境中鋼筋混凝土結構的ICCP-SS全壽命保障策略。本項目分別研究了ICCP-SS修復後的鋼筋混凝土連續梁的性能，揭示了採用碳纖維格線布/水泥基材料/混凝土界面在荷載與腐蝕環境共同作用下的粘結性能，探討了加固後鋼筋混凝土構件的受力破壞模式及應力分布規律，研究了陰極保護對碳纖維有效利用率和超靜定結構彎矩重分布的影響，進而建立採用ICCP-SS修復後的鋼筋混凝土構件的設計方法。同時，本項目將ICCP-SS體系套用到實際工程中，通過實驗室與實際工程結果對比研究，驗證ICCP-SS在不同工況下的耐久性能。結合試驗研究、數值分析和理論研究，證明了ICCP-SS雙重功能全壽命保障策略的可行性和有效性，得到了修復後鋼筋混凝土結構的結構設計方法。研究成果為ICCP-SS體系的工程套用提供理論和試驗依據，解決濱海腐蝕環境下混凝土結構加固所面臨的實際問題。

基於ICCP-SS方法的鋼筋混凝土連續梁耐久性保障策略研究

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