混凝土結(jié)構(gòu)中的氯離子侵入與壽命預(yù)測.pdf

1、氯離子侵蝕是導(dǎo)致混凝土結(jié)構(gòu)發(fā)生耐久性破壞的最主要原因，對氯離子擴散性能的研究是目前國內(nèi)外研究的重點問題。本文基于使用環(huán)境，針對長期暴露混凝土結(jié)構(gòu)的氯離子侵入性能，在以下幾個方面做了探索性和創(chuàng)新性研究工作:
　　 (1)對青島市現(xiàn)存鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)的耐久性狀況進(jìn)行了調(diào)查，對暴露環(huán)境和混凝土結(jié)構(gòu)耐久性能進(jìn)行了分析。結(jié)果表明，引起鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)耐久性失效的原因存在于結(jié)構(gòu)設(shè)計、施工及維護(hù)的各個環(huán)節(jié)。在結(jié)構(gòu)使用過程中，未進(jìn)行合理維護(hù)所造成的

2、結(jié)構(gòu)耐久性降低是不容忽視的。
　　 (2)通過對典型工程鉆芯取樣和實驗室化學(xué)分析，對氯離子環(huán)境下混凝土結(jié)構(gòu)由于材料因素和環(huán)境因素導(dǎo)致的耐久性不足的原因進(jìn)行了分析和討論。研究表明，實際暴露混凝土中氯離子的分布存在不同形態(tài);表面氯離子濃度差異較大，由氯離子濃度曲線外推得到的理論上的表面氯離子濃度比較穩(wěn)定;局部環(huán)境對氯離子侵入有十分顯著的影響;經(jīng)過二十多年時間暴露的普通硅酸鹽水泥混凝土的氯離子擴散系數(shù)在10-13m2/s數(shù)量級;氯離子

3、的擴散性能在混凝土表層和內(nèi)部存在明顯差異。
　　 (3)海洋環(huán)境下，混凝土碳化十分有限，混凝土的碳化區(qū)以部分碳化區(qū)為主。處在浪濺區(qū)和潮汐區(qū)長期暴露的混凝土結(jié)構(gòu)，混凝土表層發(fā)生碳化的深度不超過12mm，雖然化學(xué)分析表明存在鈣的溶出，但混凝土碳化和表層鹽結(jié)晶堵塞了混凝土表面區(qū)域的毛細(xì)孔，使混凝土表層的孔隙率減小，對氯離子的侵入有阻礙作用。
　　 (4)采用氯離子分布曲線法、自然浸泡法、RCM法、自然擴散室等方法對實際混凝土結(jié)

4、構(gòu)和實驗室混凝土的氯離子擴散性能進(jìn)行了評價。RCM法得到的擴散系數(shù)比較高，擴散室法與自然浸泡試驗的結(jié)果比較接近和適中，氯離子分布曲線擬合法得到的擴散系數(shù)最低，與RCM法得到的結(jié)果相差在十倍以上，且低于對比試驗和海邊暴露試驗的數(shù)值。在海洋浪濺區(qū)，長期暴露的普通硅酸鹽水泥混凝土氯離子擴散系數(shù)的衰減指數(shù)α為0.525，該指數(shù)不僅受水化作用控制，而且受環(huán)境因素的影響。
　　 (5)以不同試驗方法獲得的氯離子擴散系數(shù)對混凝土結(jié)構(gòu)進(jìn)行壽命預(yù)

5、測，得到的結(jié)果有顯著差異;實驗室混凝土和實際暴露混凝土的氯離子擴散系數(shù)衰減指數(shù)差異明顯;對氯離子擴散系數(shù)的衰減進(jìn)行評價時，不僅應(yīng)考慮水化因子還應(yīng)考慮環(huán)境因子;氯離子擴散在空間上可劃分為對流區(qū)和擴散區(qū)進(jìn)行評價。
　　 (6)探討了氯離子環(huán)境下混凝土結(jié)構(gòu)耐久壽命影響因素的概率分布特征，分析了耐久可靠性的發(fā)展規(guī)律。建立了考慮氯離子擴散系數(shù)空間差異性和時間依賴性的基于可靠度的壽命預(yù)測模型。通過具體的算例和與其它模型的比較，闡述了這一方法