《荷載/鹽溶液乾濕循環下鋼筋混凝土界面行為演化規律》是依託河海大學，由朱喬擔任項目負責人的青年科學基金項目。
基本介紹
- 中文名：荷載/鹽溶液乾濕循環下鋼筋混凝土界面行為演化規律
- 項目類別：青年科學基金項目
- 項目負責人：朱喬
- 依託單位：河海大學
項目摘要,結題摘要,
項目摘要
鋼筋和混凝土之間的協同工作能力是鋼筋混凝土高耐久性的根本保障，多重因素作用下鋼筋混凝土結構的過早失效是環境作用誘發混凝土內部化學演變和結構承載力下降雙向作用的結果，而鋼筋與混凝土界面仍是其薄弱的環節。本課題針對彎曲荷載、氯鹽和硫酸鹽乾濕交替雙重和多重環境影響因素作用，研究鋼筋混凝土損傷失效過程中，其界面區域環境的物理、力學性能的變化。定量分析混凝土材料本身（包括漿體、配合比、集料）和外界環境（荷載、鹽溶液及其乾濕循環）對鋼筋混凝土損傷過程中的正負效應及其規律，解析鋼筋混凝土損傷或失效過程中環境因素的作用，並建立環境因素下基於鋼筋混凝土界面損傷因素的損傷本構模型；利用場發射電子掃描電鏡和背散射電子成像技術研究鋼筋與混凝土界面微結構在損傷演變過程中的變化及其微觀表征，並提出解決多重破壞因素作用下提高鋼筋混凝土界面耐久性的具體措施，為鋼筋混凝土結構耐久性設計提供理論和科學依據。
結題摘要
凍融損傷是造成混凝土耐久性降低的一個重要原因。經歷凍融作用的混凝土結構，力學性能發生變化，極大地縮短了使用年限。目前，有關混凝土材料凍融循環的試驗研究、損傷機理、基本物理力學性能的變化規律均有一定的研究成果，但對於凍融損傷混凝土力學性能的研究還不夠完善，尤其是針對動態力學性能和往復軸拉力學性能的研究還很少，而混凝土力學性能是進行混凝土結構安全性評價的重要參數。因此，系統地研究凍融損傷混凝土力學性能的變化規律對確保凍融環境下服役的混凝土結構安全具有重要的意義。 利用分離式霍普金森桿（SHPB）對凍融損傷混凝土進行了動態壓縮、動態劈拉以及動態彎拉的力學試驗；利用MTS試驗機對凍融損傷混凝土進行了往復軸拉試驗；通過壓汞（MIP）和掃描電鏡（SEM）分析，探討了凍融循環的作用機理。主要研究成果如下： （1）凍融損傷混凝土的率敏感性十分明顯，隨著應變率的提高，動態抗壓強度明顯提高；隨著凍融次數的增加，其強度降低，峰值應變增大；基於Weibull分布模型提出了一種凍融損傷混凝土峰前段動態抗壓損傷本構模型；利用分形模型得到了在不同衝擊速度和不同凍融循環次數下的普通混凝土碎渣的分形維數。 （2）凍融損傷混凝土的動態劈拉強度與動態斷裂韌度隨凍融循環次數的增加而減小，隨著載入速率的增大而增大，得到了混凝土動態劈拉強度及動態斷裂韌度與凍融次數以及載入速率的數學模型。 （3）隨著凍融次數增加，單調軸拉強度和初始剛度降低；軸拉全曲線峰後段，隨著卸載應變的增加，塑性應變增大，剛度逐漸下降，並且塑性應變積累速率及剛度下降速率均隨著凍融次數的增加而加快；通過峰後高應力循環，發現隨著循環次數的增加，軸向單位體積耗散能先顯著減少，後緩慢穩定的降低；隨著凍融次數的增加，混凝土在受循環荷載作用時，試件自身能量消耗增大，更易發生破壞。 （4）隨著凍融次數的增加，普通混凝土的孔隙率、最可幾孔徑與臨界孔徑均增大，無害孔與少害孔逐漸減少，有害孔和多害孔增多；不論普通混凝土還是引氣混凝土，在經過一定次數的凍融循環，混凝土內部孔隙均出現大量裂縫，形成大量的長滿針狀鈣礬石的中空球，極大的降低了混凝土抗脹縮能力。
