荷载-化学腐蚀作用下混凝土本构关系研究

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1、中图分类号：TU528.1论文编号：2017305107UDC：密级：公开硕士学位论文荷载-化学腐蚀作用下混凝土本构关系研究作者姓名：黑智涛学科名称：土木工程研究方向：土木工程材料学习单位：华北理工大学学制：2.5年提交日期：2017年11月29日申请学位类别：工学硕士导师姓名：徐国强教授单位：华北理工大学建筑工程学院论文评阅人：陈海彬教授单位：华北理工大学建筑工程学院乔京生教授单位：唐山学院论文答辩日期：2018年03月07日答辩委员会主席：陈贵清教授关键词：荷载；化学腐蚀；单轴受压；本构关系唐山华北理工大学2018年3月ExperimentalStudyof

2、ConstitutiveRelationofConcreteUndertheLoads-ChemicalCorrosionDissertationSubmittedtoNorthChinaUniversityofScienceandTechnologyinpartialfulfillmentoftherequirementforthedegreeofMasterofScienceinEngineeringbyHeiZhitao(CivilEngineering)Supervisor:ProfessorXuGuoqiangMarch,2018独创性说明本人郑重声明

3、：所呈交的论文是我个人在导师指导下进行的研究工作及取得的研究成果。尽我所知，除了文中特别加以标注和致谢的地方外，论文中不包含其他人已经发表或撰写的研究成果，也不包含为获得华北理工大学以外其他教育机构的学位或证书所使用过的材料。与我一同工作的同志对本研究所做的任何贡献均已在论文中做了明确的说明并表示了谢意。论文作者签名：日期：2018年3月12日关于论文使用授权的说明本人完全了解华北理工大学有关保留、使用学位论文的规定，即：已获学位的研究生必须按学校规定提交学位论文，学校有权保留、送交论文的复印件，允许论文被查阅和借阅；学校可以将学位论文的全部或部分内容采用影印、

4、缩印或编入有关数据库进行公开、检索和交流。作者和导师同意论文公开及网上交流的时间：□自授予学位之日起√□自年月日起作者签名：导师签名：签字日期：2018年3月12日签字日期：2018年3月12日摘要实际工况的混凝土结构，在一些环境下可能会受到化学腐蚀作用，且混凝土在较大的荷载作用下内部可能有微裂缝的产生和扩展，会加快化学腐蚀速度，使混凝土损伤劣化更为严重。混凝土应力-应变关系全面的反映了受力过程中各个受力阶段的变形特点和破坏全过程，受荷载和化学腐蚀作用的混凝土，其强度、内部密实程度以及表观形态均会发生一定变化，必然对混凝土本构关系产生一定的影响。目前对混凝土本构

5、关系的研究往往只是针对单一因素的作用，并不能完全符合工程的实际情况，因此，研究荷载和化学腐蚀作用下混凝土的本构关系，对分析混凝土结构的承载力和寿命周期有重要的工程实用价值。通过在普通液压机上附加刚性元件与试件一同受压的试验方案，测定各龄期混凝土在荷载和硫酸盐腐蚀单独及共同作用下的单轴受压应力-应变全曲线，试验设计了121组试件。采用电镜扫描（SEM）、X射线衍射（XRD）微观技术，观测了硫酸盐腐蚀环境下混凝土内部主要腐蚀产物的特征形态，从微观角度揭示硫酸盐作用下混凝土力学性能演化过程。通过试验和拟合曲线研究得到以下结论：C35和C45混凝土在单次荷载作用下，荷载

6、比例为20%和30%时，荷载对混凝土的峰值应力和峰值应变影响较小，当荷载比例为40%时，荷载作用使混凝土峰值应力减小，峰值应变增大。C35混凝土在持续荷载作用下，荷载比例为20%和30%时，荷载使混凝土峰值应力的增大，当荷载比例为40%时，荷载作用使混凝土峰值应力减小。C35和C45混凝土在硫酸盐腐蚀作用下，龄期60d和90d时，硫酸盐腐蚀作用提高了混凝土的峰值应力和弹性模量，峰值应变减小，龄期120d时，混凝土峰值应力和弹性模量减小。C35混凝土在持续荷载和硫酸盐腐蚀共同作用下，荷载比例为20%和30%时，荷载对混凝土硫酸盐侵蚀有一定的抑制作用，荷载比例为40

7、%时，随着溶液浓度的增大，混凝土的峰值应力和弹性模量减小，峰值应变增大。龄期120d时，荷载比例相同的情况下，持续荷载和化学腐蚀共同作用下混凝土峰值应力较单次荷载和硫酸盐腐蚀共同作用下更小。采用分段式方程能够较好的对试验结果进行拟合，通过建立的曲线特征参数与腐蚀时间的关系预测了120d后持续荷载和硫酸盐腐蚀作用下混凝土应力-应变曲线。图45幅；表18个；参50篇。关键词：荷载；化学腐蚀；单轴受压；本构关系分类号：TU528.1-I-AbstractConcretewillbeaffectedbytheroleofchemicalcorrosioninsomeen

8、vironment,an