一本發明公開一種服役鋼筋混凝土構件中測量開裂混凝土碳化深度的方法,考慮水泥基原材料種類、配合比、四點彎曲靜態加載和不同裂縫寬度。澆筑鋼筋混凝土梁,養護、靜置后對梁試件進行四點彎曲靜力加載,使受拉最大名義裂縫寬度為0.1mm或0.3mm。卸載,將梁試件成對背靠背放置,采用預緊鋼筋、小鋼板和螺栓使裂縫保持開裂狀態;然后將其放入碳化室。碳化結束,將梁試件取出、分開;對每一根梁試件,在最大側向裂縫寬度所在側面進行切割,使每一裂縫位于切割梁塊中央;然后將梁塊沿縱向剖開,進行混凝土中碳化深度測量。本發明提供了一整套用于測量開裂混凝土中碳化深度的方法,對受CO2侵蝕的服役鋼筋混凝土構件的壽命預測研究具有重要意義。
技術領域:
本發明涉及混凝土材料領域,具體地是一種服役鋼筋混凝土構件中測量開裂混凝土碳化深度的方法。
背景技術:
在鋼筋混凝土結構中,碳化腐蝕是最重要的耐久性問題之一。影響碳化過程的一個重要因素是服役鋼筋混凝土結構中因外荷載作用產生的裂縫。目前,在確定混凝土結構服役壽命的碳化模型中,裂縫是一個必須考慮的影響因素。
由于混凝土抗拉強度相對較低,結構構件在不同外荷載作用下的開裂幾乎是不可避免的。現有研究的結果表明,與未開裂部分相比,裂縫位置處的碳化深度更大。盡管如此,在用于確定混凝土結構服役壽命的碳化模型中,裂縫的影響并未加以考慮。目前,關于裂縫對碳化過程影響的問題仍不明確;特別是在CO2在開裂混凝土中的擴散機理和開裂混凝土碳化預測模型的研究中。因此,開裂混凝土的加速碳化實驗及碳化深度的測量是更好預測服役鋼筋混凝土結構使用壽命的關鍵一步。
發明內容:
鑒于以上原因,本發明旨在提供一種服役鋼筋混凝土構件中測量開裂混凝土碳化深度的方法。
為實現上述目的,本發明采用以下技術方案:一種用于服役鋼筋混凝土構件中測量開裂混凝土碳化深度的方法,其步驟包括:
步驟一:設計梁試件:
準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。
試驗采用了兩種水膠比0.40和0.55以及6種混凝土配合比(見表1)。膠凝材料包括普通硅酸鹽水泥(CEM I 52.5)、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以達到和易性要求。
鋼筋由500級鋼筋制成,選用屈服強度為500MPa的8mm和10mm直徑鋼筋。
步驟二:澆筑鋼筋混凝土梁試件:
鋼筋混凝土梁試件的設計尺寸為100mm(寬)×120mm(高)×900mm(長),共計24根。梁在縱向上用兩根直徑為10mm的普通帶肋鋼筋(抗拉鋼筋)和兩根直徑為8mm的普通光圓鋼筋(抗壓鋼筋),在橫向(垂直)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層厚度設計為25mm。梁端箍筋間距為46mm,剪跨區箍筋間距為105mm;梁純彎曲段200mm無抗剪箍筋。每根梁中,沿梁120mm高度,在距梁兩個端部100mm、梁一半寬度處,預留直徑16mm的垂直孔。水平澆筑梁試件。
步驟三:養護和存放:
所有梁試件均在實驗室養護28天。將梁試件在與碳化室相似的環境條件(即溫度和相對濕度)下存放三個月,使得粉煤灰混凝土和礦渣混凝土充分收縮。
步驟四:四點彎曲靜力加載梁試件:
使用萬能試驗機對梁試件進行四點彎曲靜態加載:其中支座間距為700mm,兩加載點間距為200mm。控制施加荷載的大小,以確保梁受拉區因彎曲產生的最大名義裂縫寬度為0.1mm或0.3mm。
步驟五:卸載梁試件并成對背靠背放置: