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结合理论分析、数值模拟和试验验证,探讨了混凝土中钢筋的腐蚀行为,并建立了钢筋腐蚀速率的预测模型.首先基于试验数据,修正了混凝土的电阻率模型,然后结合混凝土中钢筋腐蚀的电化学原理和宏电池腐蚀模型,分析了保护层厚度、水灰比、氯离子含量和空气相对湿度等因素对钢筋腐蚀过程控制方式和腐蚀速率的影响,并据此建立了混凝土结构钢筋腐蚀速率的预测模型.分析表明,所建立的预测模型能够合理地反映电阻和阴极控制条件下钢筋腐蚀速率的变化趋势,具有较好的预测精度和实用性.

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在水泥混凝土路面硬化过程中,由于各种因素引起的固化翘曲将长期存在,会对其平整度、耐久性产生重要影响.通过野外铺筑水泥混凝土足尺试验路面,观测、分析了5种养生方式下其早期、终凝时的温度场.结果表明:普通养护剂养生和塑料薄膜养生分别使水泥混凝土路面产生了7.1,6.5℃/26cm的内嵌温度梯度;虽然不同养生方式下水泥混凝土路面早期温度场变化规律基本相同,但差异也较为明显,而且这种差异主要由养生材料的太阳辐射吸收率、热交换系数等参数不同所致.采用热孔计法测试了3,28,90d龄期下普通混凝土和高强混凝土孔结构特征及其变化,并与压汞法、氮吸附法进行了比较,进一步分析了混凝土微孔结构及孔隙率与其宏观力学性能的关系.结果表明:与压汞法相比,热孔计法能较好地表征混凝土中直径小于100nm的孔结构变化情况.高强混凝土养护28d后,孔径大于20nm的孔隙率变化较小,而在普通混凝土中这类孔仍然持续减少.相较于孔隙率的变化,孔径分布的变化能更好地解释混凝土宏观性能的差异.对普通与高强混凝土来说,直径小于20nm的孔对其宏观力学性能的影响不大.为了解决采用标准试验方法无法测试早龄期混凝土弹性模量的问题,采用温度-应力试验法,选用测量精度为0.1kN的高精度荷载传感器,控制混凝土试件在极短时间(5s)内的位移量为10~15μm,可以准确测得早龄期的混凝土弹性模量.综合采用温度-应力试验测得的48h内的弹性模量数据与采用标准试验法测得的3~28d的弹性模量数据,建立了以等效龄期作为时间尺度、以***零应力时间为起始测试点的混凝土弹性模量随时间发展的函数关系.通过混凝土柱的轴心动态抗压试验,在10-5～10-3s-1应变速率范围内对比研究了硫酸钠侵蚀与未侵蚀混凝土本构关系的应变速率效应,分析了该效应对硫酸钠侵蚀与未侵蚀混凝土的抗压强度、弹性模量、峰值应变和吸能能力的影响.结果表明:随着应变速率的增加,混凝土的抗压强度也随之增加,受硫酸钠侵蚀混凝土抗压强度的应变速率敏感性较高,弹性模量的应变速率敏感性较低,但是峰值应变和混凝土的吸能能力随着应变速率的增加***增加.另外,对受硫酸钠侵蚀与未侵蚀混凝土试件在不同应变速率下的破坏现象也进行了初步的讨论.