高性能混凝土杂散电流与疲劳破坏的研究.docx

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1、高性能混凝土杂散电流与疲劳破坏的研究目录一绪论1.l研究背景与意义1.2国内外研究现状及存在问题121杂散电流及疲劳破坏对高性能钢筋混凝土结构的影响1.2.2存在问题1.3研究的内容、方法及创新二、制备高性能混凝土的原材料及试验方法2.1 主要原材料2.1.1 水泥2.1.2 骨料2.1.3 掺合料2.1.4 减水剂2.1.5 钢筋2.1.6 高性能钢筋混凝土试件的制作及组数2.2 试验方法2.2.1 制备局性能混凝土2.2.2 高性能混凝土力学性能223杂散电流模拟设备2.2.4 100OKN结构疲劳试验机及应力、应变的采集2.2.5 采集数据的方法2.2.6 实验前的准备227疲劳实验三、

2、杂散电流对高性能钢筋混凝土梁的腐蚀特征3.1 杂散电流单独作用下，高性能钢筋混凝土构件的腐蚀（改变电流大小）3.2 试验的对比3.3 本章小结四、在空气或杂散电流腐蚀环境下疲劳作用对高性能钢筋混凝土梁的影响4.1 试验过程4.2 静载作用下梁构件损伤情况4.2.1 破坏形态4.2.2 图像（荷载挠度曲线梁钢筋、混凝土应变曲线）4.3 在空气或杂散电流腐蚀疲劳作用下高性能钢筋混凝土梁的损伤情况4.3.1 破坏形态4.3.2 图像挠度-循环次数应变-循环次数曲线（梁混凝土应变-循环次数曲线梁钢筋应变-循环次数曲线）钢筋混凝土静力和疲劳性能试验结果试件编号钢筋锈蚀率试验方式腐蚀环境近似疲劳寿命（万次

3、）破坏形态静力适筋破坏疲劳空气剪切破坏腐蚀疲劳杂散电流剪切破坏4.4 高性能钢筋混凝土疲劳构件的刚度计算4.5 本章小结五、防护措施（电流、磁场的屏蔽、掺矿物掺合料等）5.1 防止杂散电流对钢筋腐蚀的原理（39马笑松.地铁杂散电流的腐蚀及防护.城市快轨交通,2007年6月第20卷第3期防止杂散电流腐蚀的理论基础是利用金属结构腐蚀的钝化状态。杂散电流对金属构件（结构钢筋和金属管线）的腐蚀本质上为电化学腐蚀。当杂散电流进人金属构件时,对其并不产生腐蚀;而当杂散电流从金属构件流出至非金属介质时，对其产生腐蚀。对于结构钢筋,其腐蚀的原理是钢筋与其周围的水泥硅酸盐发生电化学反应,钢筋释放铁离子与周围电解

4、质反应生成其他化合物。若电流密度小于0.6m刀dmZ,则电化学反应发生后会在钢筋表面形成一层白色的化合物,该化合物的电阻率较大。随着时间的延续,当该化合物厚度达到一定程度时,就会成为包裹钢筋的一层外绝缘层,从而阻止钢筋与外部水泥硅酸盐电解质的继续接触，阻止了杂散电流对钢筋的继续腐蚀,该状态称为腐蚀钝化状态。通过合理的措施,使钢筋处于腐蚀钝化状态内,是杂散电流防护设计的重要内容。因此,为杂散电流提供至牵引变电所负极的畅通金属通路,尽量减少杂散电流流出金属构件的电流密度,阻止杂散电流对其的腐蚀,是杂散电流防护的重要措施。5.2 避免杂散电流的危害，可以采取的措施一是避免产生接触电位差；二是减少由于

5、电位差产生的电流,即提高混凝土的电阻率。六、结论与展望6.1 结论6.2 展望研究的发展方向：L杂散电流、氯离子、疲劳破坏3因素条件下，高性能钢筋混凝土疲劳损伤机理的研究。2.改进高性能混凝土的配置方法、原材料等提高高性能钢筋混凝土对疲劳腐蚀的抑制作用。3.地铁工程的防水研究对减少混凝土抗渗、提高耐久性有重要意义。4.钢筋混凝土结构耐久性与很多因素有关，例如钢筋截面积，混凝土保护层厚度，混凝土水胶比，水泥品种，掺的外加剂等等，还需综合考虑来研究。1 .为什么在高性能混凝土下做杂散电流、疲劳破坏实验?依据高性能混凝土的优点，特征。配好恰当的大流动性高性能混凝土有较好的自密实性。体积稳定性强度水化

6、热相应的降低高性能混凝土的总收缩量与其强度成反比，强度越高总收缩量越小高性能混凝土除通常的抗冻性、抗渗性明显高于普通混凝土之外，高性能混凝土的Cl-渗透率，明显低于普通混凝土。（百度）高性能混凝土（HPC）应该具有下列特征：（1）更多地节约熟料水泥，降低能耗与环境污染；（2）更多地掺加工业废料为主的细掺料；（3）更大地发挥混凝土的高性能优势，减少水泥与混凝土的用量。OB地铁工程中高性能混凝土抗杂散电流腐蚀模拟试验研究包乃文，杨树才（南京市地下铁道工程建设指挥部，南京210008）建筑科学本文通过混凝土试件在Ca（OH）2饱和溶液和3.5%NaCI溶液中的模拟试验及微观机理分析，得出采用优化配制

7、的复掺优质粉煤灰和矿渣微粉的高性能混凝土抗杂散电流腐蚀能力比同水胶比基准混凝土提高68倍的结论，并通过耐久寿命评估，达到了设计使用寿命100年的基本要求。2 .钢筋腐蚀程度对疲劳破坏的影响有多大？北京交通大学硕士学位论文因为试验构件是在实验室中制作完成,与实际与工程中腐蚀环境下钢筋混凝土构件存在不少差异,建议如果条件允许,尽可能使用工程中替换下来的锈蚀钢筋混凝土构件进行试验,使之符合工程实际.钢筋锈蚀的直接结果是钢筋的截面面结减小,不均匀锈蚀导致钢筋表面凹凸不平,产生应力集中现象,使钢筋的力学性能退化,如强度降低、脆性增大、延性变差,导致构件承载能力降低.钢筋锈蚀对结构性能的影响如图2.90图

8、2.9钢筋锈蚀对结构性能的影响3本实验高性能钢筋混凝土强度要达到多少？为什么？有实验用c30泵送高性能混凝土4.高性能钢筋混凝土、杂散电流腐蚀、氯离子腐蚀、疲劳破坏四者之间的关系？IA杂散电流与氯离子耦合作用下混凝土中钢筋锈蚀研究吴泉水本文试验结果表明，与氯离子单独作用相比，杂散电流存在条件卜的氯离子扩散系数可提高15.2%44.3%1OD杂散电流与氯盐耦合作用下钢筋混凝土梁疲劳刚度衰减规律研究.陈梦成结论：各腐蚀疲劳状态下钢筋的自腐蚀电位在负向都呈明显增加的趋势。但多因素耦合作用下电化学腐蚀效果最为显著，疲劳因素同时也促进电化学腐蚀效果，并从微观结构变化角度分析解释了腐蚀对混凝土力学性能降低

9、的原因。高性能混凝土由于掺了矿渣、粉煤灰等矿物掺合料抗渗（氯离子渗透）性能、抗杂散电流腐蚀性能有、抗疲劳破坏的强度有所提高；5,高原轨道交通杂散电流和疲劳破坏与其他地区的区别？高原地区轨道交通可能还要要考虑抗冻和抗盐渍腐蚀下钢筋混凝土结构的疲劳破坏。6.论文的目的?要得到的结论有哪些？配制高性能混凝土以满足高原地铁钢筋混凝土轨道的抗冻、抗氯离子和杂散电流腐蚀、抗疲劳腐蚀的特征，即满足地铁轨道设计期内的耐久性。通过对高性能钢筋混凝土杂散电流、氯离子腐蚀、疲劳破坏条件下高性能钢筋混凝土的腐蚀及破坏的研究来揭示地铁轨道杂散电流的腐蚀机理，腐蚀对轨道影响程度，以及循环动载对轨道的疲劳破坏特征，从而为提高地铁轨道耐久性寻找措施及方法。