模拟酸雨环境下水泥基材料力学性能研究

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随着经济建设的持续增长,水泥基材料凭借廉价、性能稳定和易于浇筑成型等主要优点很快就成了主要的建筑材料,在桥梁、公路和房屋等建筑中得到了广泛的应用。然而这些建筑在酸雨冲刷作用下,混凝土结构长期受到了酸雨中酸性介质的腐蚀作用,导致混凝土强度降低、钢筋锈蚀,使得钢筋与混凝土的粘结力受到影响,从而直接影响了混凝土结构的耐久性,混凝土结构还未达到设计使用年限就提前发生破坏,对我国经济影响重大。  本文对酸雨腐蚀情况下水泥基材料基本力学性能进行研究。本文主要从酸雨侵蚀下水泥砂浆试块表面弹性模量随着腐蚀龄期和pH值的变化规律、酸雨侵蚀下细石混凝土力学性能和中性化深度变化规律、酸雨侵蚀下混凝土与钢筋粘结性能的退化规律等三个方面开展试验和理论研究,主要工作及成果扼要介绍如下:  (1)酸雨侵蚀下水泥砂浆试块表面弹性模量随着腐蚀龄期和pH值的变化规律  以水泥砂浆试块(40mmx40mmx160mm)为研究对象,采用室内干湿循环浸泡方法来进行来拟酸雨腐蚀试验,试块表面弹性模量是采用以赫兹接触理论为基础的球压法,并找出水泥砂浆试块表面弹性模量与腐蚀龄期之间的函数关系。  (2)酸雨侵蚀下细石砼中性化深度和力学性能变化规律  以细石混凝土试块(100mmx100mmx100mm)为研究对象,也是采用室内干湿循环浸泡方法来进行模拟酸雨腐蚀试验,测试不同硫酸根离子浓度下的酸雨溶液、不同腐蚀龄期下的细石混凝土,从细观力学角度来说,混凝土与钢筋接触面的粘结力沿钢筋长度是变化的,以及中性化深度,最后建立一个中性化深度与腐蚀龄期的一个模型。  (3)酸雨侵蚀下混凝土与钢筋粘结性能的退化  本试验是采用酸雨浸泡和通电形式进行对构件的快速腐蚀试验,研究钢筋腐蚀率对混凝土与钢筋之间粘结应力的影响;通过分析钢筋与混凝土之间的极限粘结应力与其对应平均滑移值的曲线,建立一个新的—S数学模型。
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