海洋环境下高性能混凝土柱的承载力试验研究

资料大小：270KB
资料类型：.PDF
资料等级：
发布时间：2021-09-16

资料介绍

海洋环境下高性能混凝土柱的承载力试验研究
朱方之1,2。姜福香1l。。赵铁军。
(1．西安建筑科技大学，陕西西安710055；2．宿迁学院，江苏宿迁223800；3．青岛理工大学，山东青岛266033)
摘要：制备了普通混凝土柱和掺加20％复合超细粉高性能混凝土柱1O根。基于相似理论，设计了针对沿海混凝土结构所处不同环境
区域(水下区、水位变动区和大气区)的人工气候腐蚀试验方案。通过静载试验，研究了海水腐蚀柱的破坏形态和承载力。结果表明：海水腐
蚀柱破坏过程与普通混凝土柱没有明显的差异；当以海洋环境下裂缝宽度为耐久性控制指标时，钢筋锈蚀引起的混凝土损伤对竖向构件
承载力的影响可以忽略不计；掺加矿物掺合料可以提高混凝土抵抗海水侵蚀的能力，但对构件承载力影响不大，同时采取一定的技术措施
防止早龄期混凝土结构氯离子污染是必须的。
关键词：海洋环境；高性能混凝土柱；耐久性；承载力
中图分类号： TU528．0l 文献标志码： A 文章编号： 1002—3550(20]0)07—00l9-03
Experimental research on bearing capacity of HPC colum n in marine environment
ZHUFang-zhi1,21JIANGFu-xiang1,31ZHAO Tie-tim
(1．Xi’allUniversityofArchitecture&Technology，Xi’an 710055，China；2．SuqianCollege，Suqian223800，China；
3．Qingdao Technological University，Qingdao 266033，China)
Abstract： The ten columns ofordinary concrete and HPC concrete are made．Based Oil similar theory，the accelerated corrosion test ofartiflcial
climate simulation in various environments (submersion zone，water level changing zone，and atmosphere zone)ofmarine structure is designed．
The failure pa~em an d bearing capacity of coroded column were researched by static load test．Th e test results show that the failure period of
marine corroded column has no obviously diferentiation with ordinary concre~ column．The influence of bearing capacity caused by concr~e
damage call be negligible if the crack width in marine environment is taken as control index of durability．Adding mineral admixtures is very
efective to improve concrete structure marine corosion resistance but to the capacity is not very remarkable．It is advisable to avoid early age
concrete structure contaminated by chloride through some techn ological measures．
Key words： marine environment；HPC column；durability；bearing capacity
0 引言
混凝土作为重要的建筑材料已有百余年的历史，已广泛地
应用于各个领域。对于处于海洋环境下的混凝土结构来说，其
服役条件十分恶劣。许多国家都对处于海洋环境下的重要混凝
土结构进行了广泛的现场调查。调查发现：支撑上部结构的
钢筋混凝土柱或墩台基础等近水部位(即水位变动区)由于受
到水流冲刷、撞击、干湿交替和盐的吸附结晶等物理作用，以及
混凝土的碳化、盐的渗透而导致的钢筋锈蚀等化学作用所产生
的结构内在和外在的损伤均较其他区域严重，往往使其成为结
构耐久f生失效的薄弱部位。
目前国内外关于海洋环境下钢筋混凝土劣化机理和受弯
构件耐久性的研究文献较多，而支撑上部结构的钢筋混凝土
柱或墩台基础由于受力相对简单，其耐久性研究给予的关注度
较少。如上所述，支撑上部结构的钢筋混凝土柱或墩台基础不
易更换，如发生腐蚀损伤，将在一定程度上降低结构在设计寿
命期内的承载能力和耐久性，甚至会导致整个结构的倒塌。为
丰富海洋环境下钢筋混凝土构件耐久性研究的试验数据，完善
和发展锈蚀钢筋混凝土柱的计算方法，本试验制备了两种配合
比的钢筋混凝土柱，基于多重环境时间相似理论，在不同龄期
置于人工气候室环境下，模拟大气区和水位变动区的腐蚀。通
过静载试验，研究了高性能混凝土柱破坏形态和承载性能。
1 原材料和构件制作
以山东省某大桥为工程背景，为该桥耐久性设计提供依据。
原材料均采用现场使用材料。水泥为32．5R级早强型硅酸盐水泥，
掺合料为磨细矿渣和粉煤灰混合而成的复合超细粉，其化学成
分见表1。
表1 水泥和复合超细粉的化学成分％
细骨料采用潍坊中砂，细度模数2．72；粗骨料为淄博宝山
碎石，粒径区间5—20mln。氨基磺酸盐(FDN)减水剂，掺量0．8％，
减水率I>20％，与水泥有较好的相容性。
为便于比较，制作2组试验柱，其中普通混凝土柱6根，掺