[發(fā)明專利]服役鋼筋混凝土構(gòu)件中測(cè)量開裂混凝土碳化深度的方法

在審

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 202011520516.0
• 申請(qǐng)日: 2020-12-21
• 公開（公告）號(hào): CN112505312A
• 公開（公告）日: 2021-03-16
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 王小惠;胡東港;涂靜婷
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 上海海事大學(xué)
• 主分類號(hào): G01N33/38
• 分類號(hào): G01N33/38;G01N3/20;G01N21/78;G01N1/36;G01N1/38;C04B28/04
• 代理公司: 上海互順專利代理事務(wù)所(普通合伙) 31332
• 代理人: 裴姣姣

1.一種服役鋼筋混凝土構(gòu)件中測(cè)量開裂混凝土碳化深度的方法，其特征在于，包括以下步驟：

步驟一：設(shè)計(jì)梁試件：

準(zhǔn)備配制梁試件的原材料，包括水泥、粉煤灰、粒化高爐礦渣、砂、10mm石子、膠凝材料、減水劑、拌和水和鋼筋；

試驗(yàn)采用兩種水膠比0.40和0.55，6種混凝土配合比；膠凝材料包括普通硅酸鹽水泥、粉煤灰和粒化高爐礦渣；在粉煤灰混凝土中，膠凝材料為30％的粉煤灰和70％的水泥；在礦渣混凝土中，則為50％粒化高爐礦渣和50％的水泥；0.40水膠比混凝土均加入了減水劑；表1為6種混凝土配合比；

鋼筋由500級(jí)鋼筋制成，選用屈服強(qiáng)度為500MPa的8mm和10mm直徑鋼筋；

步驟二：澆筑鋼筋混凝土梁試件：

鋼筋混凝土梁試件尺寸的高、寬、長(zhǎng)為100mm×120mm×900mm，共計(jì)24根；梁在縱向上用兩根直徑為10mm的普通帶肋鋼筋和兩根直徑為8mm的普通光圓鋼筋，在橫向，即垂直方向，用直徑為8mm的普通光圓鋼筋為箍筋；縱向受拉鋼筋的混凝土凈保護(hù)層厚度設(shè)計(jì)為25mm；梁端箍筋間距為46mm，剪跨區(qū)箍筋間距為105mm；梁純彎曲段200mm無(wú)抗剪箍筋；每根梁中，沿梁120mm高度，在距梁兩個(gè)端部100mm處預(yù)留直徑16mm的垂直孔；水平澆筑梁試件；

步驟三：養(yǎng)護(hù)和存放：

所有梁試件均在實(shí)驗(yàn)室養(yǎng)護(hù)28天；將梁試件在與碳化室溫度和相對(duì)濕度相似的環(huán)境條件下存放三個(gè)月，使得粉煤灰混凝土和礦渣混凝土充分收縮；

步驟四：四點(diǎn)彎曲靜力加載梁試件：

使用萬(wàn)能試驗(yàn)機(jī)對(duì)梁試件進(jìn)行四點(diǎn)彎曲靜態(tài)加載：其中支座間距為700mm，兩加載點(diǎn)間距為200mm；控制施加荷載的大小，以確保梁受拉區(qū)因彎曲產(chǎn)生的最大名義裂縫寬度為0.1mm或0.3mm。

步驟五：卸載梁試件并成對(duì)背靠背放置：

將加載后開裂的梁試件從試驗(yàn)機(jī)上拿下，成對(duì)背靠背放置；將兩個(gè)直徑為25mm、長(zhǎng)100mm的銷放置在每對(duì)梁之間，兩個(gè)銷相距200mm；同時(shí)，將兩根直徑為16mm的鋼筋穿過(guò)梁上預(yù)留孔，墊上100mm×100mm鋼板并用螺栓擰緊，使裂縫保持開裂狀態(tài)；通過(guò)調(diào)整螺栓的松、緊程度使得裂縫達(dá)到加載時(shí)的名義裂縫寬度；測(cè)量此時(shí)每根梁中每一條裂縫的實(shí)際寬度并記錄；

步驟六：加速碳化實(shí)驗(yàn)：

將步驟五放置的梁試件放入碳化室。

梁試件在碳化室中分別放置120天(組1)和240天(組2)。碳化箱條件為：溫度20±5℃，相對(duì)濕度60％±5％，二氧化碳含量4％。在整個(gè)試驗(yàn)過(guò)程中，沒有將試樣從試驗(yàn)箱中取出，因此隨著時(shí)間的推移，成對(duì)梁試件的預(yù)拉鋼筋中拉力可能會(huì)因蠕變而部分損失。

步驟七：碳化深度的測(cè)量：

碳化結(jié)束后，將梁試樣從碳化室中取出、分開；對(duì)每一根梁試件，在最大側(cè)向裂縫寬度所在的側(cè)面，對(duì)相鄰裂縫的裂縫間距進(jìn)行切割，即每一裂縫，距左、右側(cè)切割面的距離均為其左右裂縫間距的一半；然后再將切割的梁塊沿縱向剖開，可進(jìn)行混凝土中碳化深度的測(cè)量；

用配制的酚酞溶液噴灑被縱向切割的表面，表面非碳化部分的顏色變?yōu)樽霞t色；然后每隔10mm測(cè)量碳化深度；在觀察到包括裂縫周圍在內(nèi)的碳化深度突然變化的位置，進(jìn)行加密測(cè)量；

表1混凝土配合比(kg/m³)