混凝土裂縫處碳化深度計(jì)算模型

田穩(wěn)苓+常翔宇+王浩宇+余建福

摘 要：普通鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)一般都是帶裂縫工作，裂縫的存在會(huì)使CO2更易侵入混凝土內(nèi)部，加速混凝土的碳化，對(duì)結(jié)構(gòu)的耐久性不利。結(jié)合已有研究成果，定義了裂縫對(duì)混凝土碳化的影響系數(shù)γc，通過對(duì)預(yù)制裂縫的砂漿及混凝土試件進(jìn)行碳化試驗(yàn)，分析了水灰比、碳化時(shí)間、環(huán)境相對(duì)濕度、裂縫寬度、裂縫深度對(duì)γc的影響，得出裂縫處混凝土碳化深度計(jì)算模型，并通過實(shí)際工程進(jìn)行了驗(yàn)證。結(jié)果表明，裂縫寬度范圍為0.06～0.7 mm時(shí)，模型均適用，且橋梁運(yùn)營(yíng)時(shí)間對(duì)γc影響不顯著。

關(guān)鍵詞：鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)；裂縫；碳化；計(jì)算模型

中圖分類號(hào)：TU375

文獻(xiàn)標(biāo)志碼：A 文章編號(hào)：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(jié)構(gòu)一般都是帶裂縫工作，裂縫的存在，使CO2更易進(jìn)入混凝土內(nèi)部，導(dǎo)致裂縫處混凝土碳化深度加大，從而過早誘發(fā)鋼筋的銹蝕，造成結(jié)構(gòu)耐久性下降。對(duì)混凝土的碳化研究已較為成熟[1-5]，但對(duì)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(huán)境（環(huán)境相對(duì)濕度20%）下碳化后裂縫處的碳化深度發(fā)現(xiàn)，在干燥環(huán)境下，開裂混凝土沿著裂縫壁發(fā)生碳化反應(yīng)，碳化深度會(huì)直達(dá)裂縫前端，碳化深度與裂縫寬度關(guān)系不大。劉欣等[7]結(jié)合試驗(yàn)，分析了鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)細(xì)微裂縫（0.10～0.20 mm）對(duì)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(duì)橋梁墩柱上不同損傷程度的混凝土進(jìn)行碳化深度測(cè)試，發(fā)現(xiàn)當(dāng)混凝土裂縫寬度為0.10～0.20 mm時(shí)，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?！?br>