拉伸疲劳对混凝土氯离子扩散的影响研究摘要：采用不同的最大应力水平和不同的疲劳次数对C30混凝土进行拉伸疲劳试验，将经受疲劳的混凝土试件分别采用残余拉应变、基于超声波形的分形维数的疲劳损伤度和基于电化学阻抗谱的损伤电阻对疲劳损伤进行表征，研究疲劳损伤和混凝土的氯离子扩散系数的关系。结果表明：应用残余拉应变、分形维数疲劳损伤度和损伤电阻表征疲劳损伤时可行的。残余拉应变越大，混凝土氯离子扩散系数也越大，残余拉应变超过25时，混凝土的氯离子扩散系数增速显著，可将残余拉应变25作为起劣点；混凝土的氯离子扩散系数随着疲劳损伤的增加而增大，呈指数函数关系；混凝土的氯离子扩散系数随着损伤电阻的增大而减小，呈指数函数关系。关键词：拉伸疲劳作用；氯离子扩散系数；疲劳损伤；残余拉应变；分形维数；损伤电阻中图分类号：TU528.0文献标志码：AEffectoftensilefatigueonchloridediffusioninconcreteAbstract:ThetensilefatiguewasenforcedonC30concretewithdifferentstresslevelsanddifferentfatiguelifecycles.Useresidualtensilestrain,thefatiguedamagebasedonultrasonicwaveform‘sfractaldimensionanddamageresistancebasedonElectrochemicalImpedanceSpectroscopyasdamageparametersrespectivelytostudytheeffectoftensilefatigueonchloridediffusioncoefficientinconcrete.Itisshownthatthediffusioncoefficientofchlorideinconcreteundertensilefatigueincreaseswiththeincreaseofresidualtensilestrain.Astheresidualtensilestrainexceeds25,theingressionofchlorideionsintotheconcreteincreasesrapidly.Sowecanusetheresidualtensilestrain25asapointconcretestartsdegradation.Thechloridediffusioncoefficientinconcreteundertensilefatigueincreasesatanexponentialfunctionwithfatiguedamageincrease.Thechloridediffusioncoefficientinconcreteundertensilefatiguedecreaseswiththedamageresistance(RCCP+RCP)increase,therelationshipbetweenchloridediffusioncoefficientanddamageresistanceisexponential.Keywords:tensilefatigue;chlorideiondiffusion;fatiguedamage;residualtensilestrain;fractaldimension;damageresistance在沿海地区，大桥、码头等构筑物周围环境中的氯含量相对较高，而氯离子是被认为影响钢筋混凝土结构耐久性最重要的因素之一。服役过程中的混凝土不仅遭受氯离子侵蚀，而且承受风荷载、波浪荷载以及车辆荷载等疲劳荷载作用，因此研究疲劳荷载对于氯离子在混凝土中扩散的影响具有重要意义。到目前为止，国内外已有一些疲劳作用对混凝土氯离子扩散影响的研究。Saito等对经受循环压缩荷载后混凝土的氯离子渗透性进行了研究[1]。Gontar等采用三点加载和两种疲劳控制方式（荷载和位移），研究了疲劳荷载与混凝土氯离子扩散的关系[2]。蒋金洋等研究了弯曲疲劳载荷作用下混凝土和钢纤维混凝土的抗氯离子扩散性能[3,4]。李炜等研究了压缩疲劳作用对混凝土的氯离子扩散系数的影响[5]。Xiang等采用损伤力学、非线性分析、数值模拟和可靠度方法，对疲劳损伤混凝土的氯离子扩散进行了可靠性评价[6]。已有的文献多数集中在压缩和弯曲疲劳作用，而拉伸疲劳作用对混凝土中氯离子扩散影响的研究鲜见报导，由于混凝土的抗拉性能控制着混凝土内部裂缝的发生发展的全过程，因此开展拉伸疲劳对混凝土氯离子扩散影响的研究十分必要。传统的损伤表征以疲劳次数作为损伤指标，由于疲劳次数与混凝土的损伤的关系是非线性的，只能从宏观上定性了解疲劳损伤对混凝土性能的影响，并不能真正表征混凝土的疲劳损伤程度[3]，所以本文将采用超声参数、电化学阻抗谱以及残余拉应变等方法进行损伤研究，建立拉伸疲劳损伤程度与氯离子扩散系数的定量关系，为进一步研究疲劳与氯盐耦合情况下钢筋混凝土损伤劣化及其寿命预测提供依据。1试验1.1试验原材料与配合比水泥采用安徽海螺水泥长生产的P·O42.5级水泥，细骨料为南京产天然河砂，细度模数2.6，粗骨料为5~20mm连续级配碎石，拌合水为自来水。混凝土配合比如表1。表1混凝土配合比Table1Mixpropo...