1、鍵入文字鍵入文字陜西理工學院畢業論文 外貼碳纖維復合材料加固混凝土結構受氯化物侵蝕時的實驗研究陳鳳山 趙國藩 潘德強（大連理工大學 土木水利學院，中國 大連116024） （廣州四航工程技術研究院，中國 廣州 510230）摘要對外貼碳纖維復合材料（CFRP）防止氯離子侵蝕混凝土的作用進行了實驗驗證。隨著碳纖維增強復合材料（CFRP）的越來越多的應用，CFRP被認為對防止氯離子侵蝕混凝土結構具有有效的屏蔽作用。菲克擴散定律是外貼碳纖維混凝土結構剩余壽命的預測方程。CFRP作為混凝土結構防腐蝕系統的一部分對沿海地區混凝土結構有倆種作用，加強和提高混凝土耐久性。關鍵字碳纖維增強聚合物；氯離子；防腐

2、蝕耐久性壽命預測評價系統；引言氯離子侵蝕鋼筋是當前沿海地區混凝土結構過早破壞的的主要原因。如果有足夠的水分和氧氣，鋼筋的腐蝕就會開始。這不僅會影響結構的安全，也會影響其的耐久性。因此，沿海地區混凝土結構耐久性是一個亟待解決的突出問題。 近年來，對碳纖維增強復合材料加固混凝土結構進行了大量的研究工作。然而，很少有對在一定強度下CFRP加固混凝土結構的研究工作,其中就包括防止氯離子對混凝土結構的侵蝕。 在本文中，通過實驗研究發現粘結碳纖維復合材料可以阻止氯離子進入到混凝土中和對CFRP加固混凝土結構耐久性壽命的預測方法。1. 混凝土結構受氯離子侵蝕退化的模型圖1.沿?；炷亮踊Ｐ痛四Ｐ陀靡凿摻罨?/p>

3、凝土結構使用壽命的評估，是基于在混凝土上的腐蝕機制進行評估和模擬得來的。在CFRP加固混凝土結構腐蝕的物理模型中，鋼筋混凝土腐蝕的壽命時間模型被廣泛認可接受的。在結構使用壽命的全過程中，評價周期分成四個階段，如上圖所示：階段 （啟動期間）：開始腐蝕為開始時間。階段 （裂解期）：從開始腐蝕到保護層的腐蝕。階段 （之前剝落）：開裂剝落時間。階段 （結構失效期間）：從結構開裂到結構失效的時間。因此，評估結構或構件壽命的方程如下：為了提高混凝土結構耐久性，延長啟動期間是最有效的措施。2 實驗2.1 材料在碳纖維系統實驗中采用的材料包括：CFRP板：CYMAX L 200-c 0。K12 111毫米碳纖

4、維布；浸漬樹脂：環氧樹脂XH 180 A / B浸漬樹脂；底漆：環氧樹脂XH 7307 A / B底漆；膩子填料：環氧樹脂XH 130 A / B / C膩子；為了便于確定氯離子剖面條件，在混凝土制備過程中水灰比為0.6。2.2 試件設計設計符合中國標準 6 和北歐標準試驗方法4437。試件的尺寸是10cm×10cm×10cm，如圖2所示。為了研究外貼CFRP防止氯離子侵入到混凝土的能力，每個試件都需一個曝光面，其他的面用硅酮玻璃密封膠密封，浸漬樹脂固化試件至少一個星期。圖2.實驗標本2.3曝光條件表1所列除參考試樣的標本（RS）是在NaCl溶液中浸泡兩種氯濃度，分別為3.

5、0%和16.5%（質量分數（NaCl），時間分別為1個月和3個月。表1 實驗程序對已在NaCl溶液浸泡一定時間后的標本（塵埃樣本已被成形的磨削），切割混凝土各層灰塵樣品，對其進行電位滴定法分析，從而確定在每一層氯離子濃度。實驗數據見表2.表2 采用電位滴定法測定對標本浸漬一個月為圖3所示的分析結果，三個月為圖4所示。從數字來看，無論什么條件（包括濃度和時間的浸泡），可以觀察到，基于完全接合的標本實驗數據的曲線（3。0% CB 16。5% CB）非常接近了。因此，可以肯定的是，有一個顯著的效果外貼CFRP可以以抵抗氯離子侵蝕混凝土。圖3：與RS 1月在CB樣品剖面浸入氯離子濃度的比較圖4：與RS

6、 3個月在CB樣品剖面浸入氯離子濃度的比較3耐久性評定和剩余壽命預測由于碳纖維是非常密集的，混凝土表面涂層外貼碳纖維，可以被視為氯化物在侵入途徑進入混凝土時的障礙。外貼碳纖維的有效性也得到了實驗驗證。但是該功能將減少或減弱與環氧樹脂在碳纖維復合材料的老化，如粉碎。因此，它是評價外貼用的有效絕緣長期的T1氯離子碳纖維絕緣作用的途徑之一。混凝土結構的耐久性評估與外貼碳纖維布剩余壽命的預測，基于菲克斯分散法估計。腐蝕起始階段包括T1 CFRP可以防止氯從進混凝土和的T1氯離子侵蝕圓鋼筋表面氯離子濃度，直到其達到閾值。公式2：由于沒有足夠的實驗和現場數據的支持，仍需在這一領域進行繼續研究。根據JSCE

7、公司的建議，可以指定10年時間，在沿海地區混凝土結構只有一層碳纖維布的情況下或者多層情況下，進行研究。在一個普通的環境下，可以定為5年的時間，混凝土結構只有一層碳纖維的情況下，進行研究。在混凝土結構的整個表面粘貼碳纖維布是不經濟的，涂層部分可以不貼外貼CFRP，而采取其他預防措施，在這種情況下，參數T方面采取的是最小的一個。當碳纖維應用于沿?；炷两Y構的加固，例如柱，梁，板。碳纖維布加固的設計仍然是主要考慮的。CFRP防止氯離子進入混凝土的作用是混凝土耐久性的評定和預測剩余壽命的。例如，當CFRP用于加強梁或板，混凝土表面覆蓋部分碳纖維因強度和經濟考慮。為了解決上述問題，最經濟的策略是應用于表

8、面涂層的預防措施的部分沒有外貼CFRP。因此，對沿?；炷两Y構碳纖維加固防止氯侵蝕混凝土結構需要一個集成的表面防護系統，即碳纖維復合材料，涂層或和其他表面的預防措施。鑒于安全，T1方程（2）是最小的一個，其中碳纖維復合材料，涂層或和其他。4結論（1）通過實驗表明，通過外貼CFRP可以防止氯離子侵蝕混凝土。（2）外貼CFRP可以作為防腐蝕系統的一部分。評價碳纖維復合材料的屏蔽效果，應考慮CFRP加固混凝土結構的耐久性。（3）CFRP材料對氯離子侵蝕混凝土結構的屏蔽效果以及CFRP預測混凝土結構耐久性和剩余壽命可以基于菲克斯分散法進行分析。參考文獻：1 PanD Q, HongD H, Zheng

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