混凝土裂縫處碳化深度計算模型

田穩苓+常翔宇+王浩宇+余建福

摘 要：普通鋼筋混凝土結構一般都是帶裂縫工作，裂縫的存在會使CO2更易侵入混凝土內部，加速混凝土的碳化，對結構的耐久性不利。結合已有研究成果，定義了裂縫對混凝土碳化的影響系數γc，通過對預制裂縫的砂漿及混凝土試件進行碳化試驗，分析了水灰比、碳化時間、環境相對濕度、裂縫寬度、裂縫深度對γc的影響，得出裂縫處混凝土碳化深度計算模型，并通過實際工程進行了驗證。結果表明，裂縫寬度范圍為0.06～0.7 mm時，模型均適用，且橋梁運營時間對γc影響不顯著。

關鍵詞：鋼筋混凝土結構；裂縫；碳化；計算模型

中圖分類號：TU375

文獻標志碼：A 文章編號：1674-4764（2017）05-0071-08

Abstract：Reinforced concrete structures generally work with cracks. Base on the studies at home and abroad， a crack influence coefficient about concrete carbonation γc， is defined. Mortar and concrete specimens with prefabricated cracks have been made for carbonation test. And the effect of water cement ratio， carbonation time， environment relative humidity， crack width， crack depth on γc is analyzed. A calculation model about carbonation depth in concrete cracks is obtained. Actual projects have been implemented to validate the model. It is shown that the model is applicable when the width of cracks in the range of 0.06～0.7 mm， and the bridge operation time have no significant effect on γc.

Keywords：reinforced concrete structures； crack； carbonation； calculation model

普通鋼筋混凝土結構一般都是帶裂縫工作，裂縫的存在，使CO2更易進入混凝土內部，導致裂縫處混凝土碳化深度加大，從而過早誘發鋼筋的銹蝕，造成結構耐久性下降。對混凝土的碳化研究已較為成熟[1-5]，但對帶裂縫混凝土的碳化研究較少，雷濤[6]通過研究不同裂縫寬度混凝土試件在干燥環境（環境相對濕度20%）下碳化后裂縫處的碳化深度發現，在干燥環境下，開裂混凝土沿著裂縫壁發生碳化反應，碳化深度會直達裂縫前端，碳化深度與裂縫寬度關系不大。劉欣等[7]結合試驗，分析了鋼筋混凝土結構細微裂縫（0.10～0.20 mm）對碳化深度和鋼筋銹蝕的影響，得出微裂縫處的碳化深度是非裂縫處碳化深度的1.4～1.8倍。Ann等[8]對橋梁墩柱上不同損傷程度的混凝土進行碳化深度測試，發現當混凝土裂縫寬度為0.10～0.20 mm時，裂縫處混凝土碳化深度大約是非裂縫處碳化深度的2.12倍。……