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1、键入文字键入文字陕西理工学院毕业论文 外贴碳纤维复合材料加固混凝土结构受氯化物侵蚀时的实验研究陈凤山 赵国藩 潘德强（大连理工大学 土木水利学院，中国 大连116024） （广州四航工程技术研究院，中国 广州 510230）摘要对外贴碳纤维复合材料（CFRP）防止氯离子侵蚀混凝土的作用进行了实验验证。随着碳纤维增强复合材料（CFRP）的越来越多的应用，CFRP被认为对防止氯离子侵蚀混凝土结构具有有效的屏蔽作用。菲克扩散定律是外贴碳纤维混凝土结构剩余寿命的预测方程。CFRP作为混凝土结构防腐蚀系统的一部分对沿海地区混凝土结构有俩种作用，加强和提高混凝土耐久性。关键字碳纤维增强聚合物；氯离子；防腐

2、蚀耐久性寿命预测评价系统；引言氯离子侵蚀钢筋是当前沿海地区混凝土结构过早破坏的的主要原因。如果有足够的水分和氧气，钢筋的腐蚀就会开始。这不仅会影响结构的安全，也会影响其的耐久性。因此，沿海地区混凝土结构耐久性是一个亟待解决的突出问题。 近年来，对碳纤维增强复合材料加固混凝土结构进行了大量的研究工作。然而，很少有对在一定强度下CFRP加固混凝土结构的研究工作,其中就包括防止氯离子对混凝土结构的侵蚀。 在本文中，通过实验研究发现粘结碳纤维复合材料可以阻止氯离子进入到混凝土中和对CFRP加固混凝土结构耐久性寿命的预测方法。1. 混凝土结构受氯离子侵蚀退化的模型图1.沿海混凝土劣化模型此模型用以钢筋混

3、凝土结构使用寿命的评估，是基于在混凝土上的腐蚀机制进行评估和模拟得来的。在CFRP加固混凝土结构腐蚀的物理模型中，钢筋混凝土腐蚀的寿命时间模型被广泛认可接受的。在结构使用寿命的全过程中，评价周期分成四个阶段，如上图所示：阶段 （启动期间）：开始腐蚀为开始时间。阶段 （裂解期）：从开始腐蚀到保护层的腐蚀。阶段 （之前剥落）：开裂剥落时间。阶段 （结构失效期间）：从结构开裂到结构失效的时间。因此，评估结构或构件寿命的方程如下：为了提高混凝土结构耐久性，延长启动期间是最有效的措施。2 实验2.1 材料在碳纤维系统实验中采用的材料包括：CFRP板：CYMAX L 200-c 0。K12 111毫米碳纤

4、维布；浸渍树脂：环氧树脂XH 180 A / B浸渍树脂；底漆：环氧树脂XH 7307 A / B底漆；腻子填料：环氧树脂XH 130 A / B / C腻子；为了便于确定氯离子剖面条件，在混凝土制备过程中水灰比为0.6。2.2 试件设计设计符合中国标准 6 和北欧标准试验方法4437。试件的尺寸是10cm×10cm×10cm，如图2所示。为了研究外贴CFRP防止氯离子侵入到混凝土的能力，每个试件都需一个曝光面，其他的面用硅酮玻璃密封胶密封，浸渍树脂固化试件至少一个星期。图2.实验标本2.3曝光条件表1所列除参考试样的标本（RS）是在NaCl溶液中浸泡两种氯浓度，分别为3.

5、0%和16.5%（质量分数（NaCl），时间分别为1个月和3个月。表1 实验程序对已在NaCl溶液浸泡一定时间后的标本（尘埃样本已被成形的磨削），切割混凝土各层灰尘样品，对其进行电位滴定法分析，从而确定在每一层氯离子浓度。实验数据见表2.表2 采用电位滴定法测定对标本浸渍一个月为图3所示的分析结果，三个月为图4所示。从数字来看，无论什么条件（包括浓度和时间的浸泡），可以观察到，基于完全接合的标本实验数据的曲线（3。0% CB 16。5% CB）非常接近了。因此，可以肯定的是，有一个显着的效果外贴CFRP可以以抵抗氯离子侵蚀混凝土。图3：与RS 1月在CB样品剖面浸入氯离子浓度的比较图4：与RS

6、 3个月在CB样品剖面浸入氯离子浓度的比较3耐久性评定和剩余寿命预测由于碳纤维是非常密集的，混凝土表面涂层外贴碳纤维，可以被视为氯化物在侵入途径进入混凝土时的障碍。外贴碳纤维的有效性也得到了实验验证。但是该功能将减少或减弱与环氧树脂在碳纤维复合材料的老化，如粉碎。因此，它是评价外贴用的有效绝缘长期的T1氯离子碳纤维绝缘作用的途径之一。混凝土结构的耐久性评估与外贴碳纤维布剩余寿命的预测，基于菲克斯分散法估计。腐蚀起始阶段包括T1 CFRP可以防止氯从进混凝土和的T1氯离子侵蚀圆钢筋表面氯离子浓度，直到其达到阈值。公式2：由于没有足够的实验和现场数据的支持，仍需在这一领域进行继续研究。根据JSCE

7、公司的建议，可以指定10年时间，在沿海地区混凝土结构只有一层碳纤维布的情况下或者多层情况下，进行研究。在一个普通的环境下，可以定为5年的时间，混凝土结构只有一层碳纤维的情况下，进行研究。在混凝土结构的整个表面粘贴碳纤维布是不经济的，涂层部分可以不贴外贴CFRP，而采取其他预防措施，在这种情况下，参数T方面采取的是最小的一个。当碳纤维应用于沿海混凝土结构的加固，例如柱，梁，板。碳纤维布加固的设计仍然是主要考虑的。CFRP防止氯离子进入混凝土的作用是混凝土耐久性的评定和预测剩余寿命的。例如，当CFRP用于加强梁或板，混凝土表面覆盖部分碳纤维因强度和经济考虑。为了解决上述问题，最经济的策略是应用于表

8、面涂层的预防措施的部分没有外贴CFRP。因此，对沿海混凝土结构碳纤维加固防止氯侵蚀混凝土结构需要一个集成的表面防护系统，即碳纤维复合材料，涂层或和其他表面的预防措施。鉴于安全，T1方程（2）是最小的一个，其中碳纤维复合材料，涂层或和其他。4结论（1）通过实验表明，通过外贴CFRP可以防止氯离子侵蚀混凝土。（2）外贴CFRP可以作为防腐蚀系统的一部分。评价碳纤维复合材料的屏蔽效果，应考虑CFRP加固混凝土结构的耐久性。（3）CFRP材料对氯离子侵蚀混凝土结构的屏蔽效果以及CFRP预测混凝土结构耐久性和剩余寿命可以基于菲克斯分散法进行分析。参考文献：1 PanD Q, HongD H, Zheng

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