【摘 要】
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工业生产过程中会大量排放SO2气体,混凝土结构长期遭受SO2气体的腐蚀,导致混凝土保护层膨胀疏松,甚至剥落。与此同时,混凝土的开裂剥落导致腐蚀介质加速扩散,钢筋更容易发生锈蚀,钢筋混凝土构件性能退化。因此,研究硫化混凝土物理力学性能退化规律、本构关系及混凝土构件性能退化规律,对工业环境下混凝土结构耐久性及寿命预测具有重要意义。本文采用试验分析与数值模拟相结合的方法对硫化混凝土及其构件性能退化问题进
【基金项目】
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国家重点研发计划项目课题(2016YFC0701304);
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工业生产过程中会大量排放SO2气体,混凝土结构长期遭受SO2气体的腐蚀,导致混凝土保护层膨胀疏松,甚至剥落。与此同时,混凝土的开裂剥落导致腐蚀介质加速扩散,钢筋更容易发生锈蚀,钢筋混凝土构件性能退化。因此,研究硫化混凝土物理力学性能退化规律、本构关系及混凝土构件性能退化规律,对工业环境下混凝土结构耐久性及寿命预测具有重要意义。本文采用试验分析与数值模拟相结合的方法对硫化混凝土及其构件性能退化问题进行研究,主要内容如下:(1)利用环境模拟箱模拟工业环境,开展了SO2腐蚀混凝土的物理力学性能试验,分析了水灰比及腐蚀时间对混凝土表观形貌、质量损失率、抗压强度、相对动弹性模量以及损伤层厚度退化规律的影响。结果表明:水灰比越小,混凝土表面腐蚀程度越严重;随着腐蚀时间的增加,混凝土质量逐渐增加,抗压强度先增大后减小,相对动弹性模量先增高后降低;混凝土损伤层厚度随腐蚀时间逐渐增加,且水灰比越大损伤层厚度越大。(2)开展了SO2腐蚀混凝土单轴受压本构关系试验研究,分析了水灰比及腐蚀时间对硫化混凝土单轴受压性能的影响;建立了SO2作用下混凝土与损伤层混凝土的单轴受压应力-应变全曲线方程。结果表明:混凝土硫化后裂缝出现时间提前,试件边角处变得疏松,一触即碎。随着腐蚀时间的增加,应力-应变曲线的峰值点先向左上升,然后向右下降。(3)利用ABAQUS有限元分析软件,将混凝土截面分为损伤层与未损伤层,对SO2作用下钢筋混凝土梁受弯承载力进行了数值分析,重点分析了SO2作用下受压区混凝土力学性能退化对梁受弯承载力的影响,进一步分析了钢筋混凝土梁荷载-挠度曲线随腐蚀时间的退化规律。
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