超高韧性水泥基复合材料取代保护层混凝土梁抗锈蚀性能研究

1、 · 84 · 土 表3 Table 3 锈蚀率 i （ % ） 屈服荷载 P s （ kN） 65 67 66 75 68 96 66 85 65 73 63 87 65 44 63 91 61 32 59 47 60 29 62 53 55 41 53 66 50 95 55 80 55 36 51 75 48 22 45 72 木 工 程 学 报 2011 年 试验梁弯曲试验结果 Results of beams under bending test 屈服荷载对应的裂缝 宽度 w m （ mm） 0 08 0 06 0 07 0 08 0 08 0 07 0 06 0

2、 09 0 1 0 06 0 64 0 84 0 68 0 76 0 66 0 68 0 90 1 02 0 86 1 20 极限荷载 P u （ kN） 80 23 78 64 81 70 76 43 76 32 67 46 67 68 66 11 64 30 62 90 59 39 65 67 60 25 54 85 50 39 65 89 66 11 62 47 58 07 51 62 极限荷载对应挠度 f u （ mm） 35 22 35 31 35 92 34 52 35 24 29 36 32 41 29 64 31 08 23 73 27 36 29 67 35 61 26 21

3、 25 73 35 08 35 93 38 87 34 66 29 44 屈服荷载对应跨中 挠度 f s （ mm） 5 94 7 92 8 02 6 39 7 46 6 65 7 15 8 16 7 32 7 34 5 53 8 02 6 13 5 46 6 14 5 40 5 88 6 28 5 47 5 84 UH0 UH1 UH2 UH3 UH4 UH500 UH501 UH502 UH503 UH504 UH150 UH151 UH152 UH153 UH154 CON0 CON1 CON2 CON3 CON4 0 1 2 3 5 0 1 2 3 5 0 1 2 3 5 0 1 2

4、3 5 3 结论 代保护层混凝土的梁在锈蚀后的弯曲裂缝宽度在屈 服荷载以前仍维持在 70 m 以内， 显示出了优越的裂 缝控制能力。 通过对 UHTCC 取代保护层混凝土梁的加速锈蚀 试验 及 锈 蚀 后 梁 的 弯 曲 性 能 试 验 结 果 可 以 看 出， UHTCC 具有延缓锈蚀发生进程、 延迟锈胀裂缝出现、 限制锈胀裂缝宽度、 保持锈蚀后构件较高的刚度和弯 曲承 载 能 力 等 优 势。 这 些 优 势 的 体 现 应 归 因 于 UHTCC 的高拉伸应变能力、 应变硬化和多缝开裂特 性。本文试验结果能够为采用 UHTCC 替代混凝土保 护层后结构在长期服役范围因钢筋锈蚀主导的结构

5、寿命预测提供试验依据。 参 考 文 献 1 金伟良， M 北京： 科学出 赵羽习 混凝土结构耐久性 2002 版社， 2 张誉， M 上 蒋利学， 张伟平 混凝土结构耐久性概论 2003 海： 上海科学技术出版社， 3 吴瑾 钢筋混凝土结构锈蚀损伤检测与评估M 北 2005 京： 科学出版社， （ 1 ） 普通混凝土由于钢筋锈蚀产生的裂缝宽度随 锈蚀程度加剧逐步增大， 且增大速率也随锈蚀率增大 试验中通电时间到达 160h 后裂缝宽度超过了 而增大， 100 m； 而采用 15mm 厚 UHTCC 取代保护层混凝土的 梁在同一时刻裂缝宽度不到 50 m， 但裂缝条数在增 ； 50mmUHTCC

6、 加 采用 取代保护层混凝土的梁与全 UHTCC 浇筑的梁在试验的通电时间范围内未发现裂 缝的出现。UHTCC 具有明显的延缓或抑制锈胀裂缝 产生和扩展的能力。 （ 2 ） 弯曲试验表明， 用 15mmUHTCC 替代保护层 混凝土梁在锈蚀 190h 后屈服荷载和极限荷载均减小 了 15% 左右， 与钢筋增强混凝土梁结果相差不大； 而 用 50mmUHTCC 取代保护层混凝土的梁与全 UHTCC 浇筑的梁在锈蚀至 190h 后屈服荷载与极限荷载只有 5% 7% 的小幅降低。 （ 3 ） 普通混凝土梁随钢筋锈蚀率增大， 在弯曲荷 载作用下的弯曲裂缝也逐步增大； 用 50mmUHTCC 取 第 4

7、4 卷 第5 期 徐世烺等·超高韧性水泥基复合材料取代保护层混凝土梁抗锈蚀性能研究 · 85 · 4 Liu Youping Modeling the timetocorrosion cracking of the cover concrete in chloride contaminated reinforced Virginia ： Virginia Polytechnic concrete structures D Institute and State University， 1996 5 洪乃丰 基础设施腐蚀防护和耐久性问与答M 北 2003 京： 化学

8、工业出版社， 6 黄国兴， 纪国晋 混凝土建筑物修补材料及应用M 2009 北京： 中国电力出版社， 7 Maalej M， Li V C Introduction of strainhardening engineered cementitious composites in design of reinforced concrete flexural members for improved durability J ACI Structural Journal， 1995， 92（ 2） ： 167176 8 Maalej M，Ahmed S，Paramasivam P Corrosio

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10、h toughness cementitious composites J China Civil Engineering 2008 ， 41 （ 6 ） ： 4560 （ in Chinese） ） Journal， 10 张秀芳， 徐世烺 采用超高韧性水泥基复合材料提高钢 J 土木 筋混凝土梁弯曲抗裂性能研究 （ I） ： 基本理论 2008 ， 41 （ 12 ） ： 4854 （ Zhang Xiufang， Xu 工 程 学 报， Shilang Improvement of the flexural and cracking behavior of RC beams using u

11、ltrahigh toughness cementitious composites （ I ） ： theoretical analysis J China Civil Engineering Journal， 2008 ， 41 （ 12 ） ： 4854 （ in Chinese） ） 11 徐世烺， 王洪昌 超高韧性水泥基复合材料与钢筋粘结 工程力学， 2008 ， 25 （ 11 ） ： 53本构关系的试验研究J 61 （ Xu Shilang，Wang Hongchang Experimental study on bondslip between ultra high tough

12、ness cementitious composites and steel bar J Engineering Mechanics， 2008 ， 25 （ 11 ） ： 5361 （ in Chinese） ） 12 徐世烺， 李庆华 超高韧性复合材料控裂功能梯度复合 中国科学 E 辑： 技术科学， 梁弯曲性能理论研究J 2009 ， 39 （ 6 ） ： 10811094 13 李庆华， 徐世烺 超高韧性复合材料控裂功能梯度复合 中国科学 E 辑： 技术科学， 梁弯曲性能试验研究J 2009 ， 39 （ 8 ） ： 13911406 14 仲伟秋， 贡金鑫 钢筋电化学快速锈蚀试验控制方法 J 建筑技术开发， 2002 ， 29 （ 4 ） ： 2829 （ Zhong Weiqiu， Gong Jinxin Control method for quick electrochemical corrosion experiment of rebars J Building Technique Development， 2002 ， 29 （ 4 ） ： 2829 （ in Chinese） ） 15 赵新 锈蚀钢筋混凝土梁工作性能的试验研究 D 长 2006 （ Zhao Xin Experiment study on the 沙： 湖南大学， performance