海洋環(huán)境下混凝土表面氯離子濃度多因素計算模型研究.pdf

1、海洋環(huán)境下混凝土的表面氯離子濃度是表征混凝土結(jié)構(gòu)遭受海洋氯化物腐蝕環(huán)境作用強度的重要量化指標(biāo)，受環(huán)境條件、材料性能和暴露時間等重要因素的影響，但現(xiàn)有的混凝土表面氯離子濃度計算模型無法綜合考慮上述因素的影響，從而制約了海洋氯化物環(huán)境下混凝土結(jié)構(gòu)耐久性定量分析與設(shè)計的發(fā)展。鑒于此，本文重點圍繞海洋環(huán)境下混凝土表面氯離子濃度多因素計算模型開展了研究。首先揭示了海洋大氣區(qū)、潮汐浪濺區(qū)和水下區(qū)等不同環(huán)境條件下混凝土中氯離子的傳輸機理和積聚規(guī)律，然

2、后分析了不同環(huán)境條件下混凝土表面氯離子濃度的關(guān)鍵影響參數(shù)及其影響規(guī)律，最后基于大量的自然暴露試驗數(shù)據(jù)，通過二階段多元非線性回歸分析，分別建立了海洋大氣區(qū)、潮汐浪濺區(qū)和水下區(qū)環(huán)境下混凝土表面氯離子濃度的多因素計算模型，并提出了面向混凝土結(jié)構(gòu)耐久性定量設(shè)計的海洋氯化物環(huán)境作用量化取值，從而為海洋氯化物環(huán)境下混凝土結(jié)構(gòu)的耐久性定量分析與設(shè)計提供了量化邊界條件。主要研究內(nèi)容包括:
　　(1)揭示了海洋氯離子在大氣中和混凝土內(nèi)部兩個不同階段

3、的傳輸機理和積聚規(guī)律，結(jié)合大量的現(xiàn)場自然暴露試驗數(shù)據(jù)，分析確定了大氣區(qū)混凝土表面氯離子濃度的主要影響因素，進(jìn)而綜合考慮環(huán)境條件（離海岸距離、風(fēng)速）、材料因素（水膠比、膠凝材料種類）和暴露時間的影響，建立了海洋大氣區(qū)混凝土表面氯離子濃度的多因素計算模型，并通過與現(xiàn)有經(jīng)驗?zāi)Ｐ偷念A(yù)測值、現(xiàn)場自然暴露試驗數(shù)據(jù)和在役混凝土結(jié)構(gòu)的實測數(shù)據(jù)進(jìn)行對比分析，驗證了該模型的有效性和適用性。
　　(2)基于大量的現(xiàn)場自然暴露試驗數(shù)據(jù)，通過數(shù)理統(tǒng)計和回歸

4、分析，揭示了海洋潮汐浪濺區(qū)混凝土中氯離子的傳輸機理和積聚規(guī)律，遴選了該區(qū)域混凝土表面氯離子濃度的主要影響因素，在此基礎(chǔ)上綜合考慮水膠比、膠凝材料種類和暴露時間等因素的影響，結(jié)合大量的自然暴露試驗數(shù)據(jù)和二階段多元非線性回歸分析方法，建立了海洋潮汐浪濺區(qū)混凝土表面氯離子濃度的多因素計算模型，并利用現(xiàn)有經(jīng)驗?zāi)Ｐ偷念A(yù)測值和現(xiàn)場實測數(shù)據(jù)驗證了該模型的有效性和適用性。
　　(3)分析了環(huán)境氯離子濃度、暴露時間、水膠比和膠凝材料種類等重要因素對

5、海洋水下區(qū)混凝土表面氯離子濃度的作用機理和影響規(guī)律，進(jìn)而綜合考慮上述因素的影響，結(jié)合自然暴露試驗數(shù)據(jù)和二階段多元非線性回歸分析方法，建立了海洋水下區(qū)混凝土表面氯離子濃度的多因素計算模型，并通過與現(xiàn)有經(jīng)驗?zāi)Ｐ秃同F(xiàn)場自然暴露試驗數(shù)據(jù)進(jìn)行對比，驗證了該模型的有效性和適用性。
　　(4)針對傳統(tǒng)的混凝土結(jié)構(gòu)耐久性設(shè)計方法無法定量考慮海洋氯化物環(huán)境作用所存在的缺陷，基于所建立的海洋大氣區(qū)、潮汐浪濺區(qū)和水下區(qū)混凝土表面氯離子濃度的多因素計算模