海洋环境下预应力混凝土结构耐久性的参数敏感性分析

对于海洋环境下的预应力混凝土结构,各类结构和环境因素如保护层厚度、氯离子扩散系数、氯离子临界浓度以及表面氯离子浓度等对结构在设计使用寿命内耐久可靠性有着至关重要的影响.基于氯离子的扩散侵蚀机理,结合预应力混凝土结构的耐久性失效特点,建立其耐久性失效的极限状态方程,对各耐久性影响参数的敏感性进行理论分析,并基于各参数的统计分布特征进行Monte Carlo仿真模拟,以对结构耐久性设计及工程质量控制提供参考和依据.     

基于现场耐久性检测的承台海工混凝土寿命预测

金塘大桥受恶劣的海洋气候环境和海水腐蚀影响严重,其结构设计基准期为100年.根据现场对大桥已建部分承台混凝土检测的保护层厚度、表面氯离子浓度和氯离子扩散系数等耐久性参数,以Fick第二定律为基础的理论模型对混凝土结构抵抗氯离子侵蚀耐久寿命进行预测.此研究成果可为氯盐侵蚀环境下混凝土结构耐久性设计与评估提供参考.     

考虑碳化腐蚀的墩柱保护层厚度影响系数研究

为了研究矿物掺合料对混凝土墩柱抗碳化腐蚀性能的影响规律,对以不同矿物掺合料代替水泥的混凝土墩柱碳化深度以及墩柱保护层厚度影响系数进行了分析。文中通过用一定比例的矿物掺合料代替混凝土中水泥,进行混凝土墩柱碳化抗腐蚀试验研究,研究结果表明,掺入一定量的矿渣粉和粉煤灰,能够有效提高混凝土墩柱的抗碳化性能,降低墩柱保护层厚度影响系数,且用10%的粉煤灰和25%矿渣粉代替水泥的条件下,混凝土墩柱保护层厚度影响系数最小。并为相关混凝土耐久性试验研究提供参考。     

海洋工程混凝土耐久性研究

深入了解造成混凝土结构使用寿命缩短的原因,通过研究混凝土构件可靠度分析方法,对混凝土进行了配合比设计,试验结果表明掺人聚丙烯腈纤维比掺引气剂具有更好地提高混凝土冻融耐久性的作用.将混凝土表面氯离子浓度,保护层厚度和扩散系数作为随机变量,根据传统Fick第二定律建立了混凝土保护层中氯离子浓度的随机模型,基于体积稳定性设计的混凝土并掺人少量聚丙烯腈纤维后的混凝土显示了优良的抗氯离子渗透能力,从而提出了海洋环境下混凝土结构耐久性寿命评估的方法.     

盐雾环境下混凝土抗氯离子性能试验研究

临海混凝土结构物在盐雾环境下遭受氯离子侵蚀,给结构耐久性和安全性带来极大危险,导致结构物在设计基准期破坏。结合江苏临海高等级公路结构物的建设,研究了矿物掺合料掺量对盐雾环境下混凝土耐久性的影响。通过干湿循环模拟了临海盐雾环境,分别采用5种不同粉煤灰和矿粉掺量配比的混凝土试件,进行盐雾环境下的腐蚀试验。试验结果表明:混凝土中矿物掺合料的加入可以有效地填充混凝土孔隙,降低孔隙率,提高混凝土抗氯离子渗透性能。当掺入粉煤灰和矿粉各占胶凝材料总量25%的配合比时,氯离子扩散系数最小,表现出良好的抗氯离子侵蚀性能。     

海洋环境中钢筋混凝土耐腐蚀性能研究

利用Comsol对海洋环境中氯离子腐蚀钢筋混凝土结构的诱导期进行监控,探讨氯离子扩散系数(混凝土水灰比)、保护层厚度对诱导期长短的影响规律,建立对诱导期的监控模型,并将其运用于工程实例中。研究表明:诱导期长短与水灰比呈负相关,与保护层厚度呈正相关,且水灰比0.28~0.38,保护层厚度为60~80 mm时,可得到较长的诱导期;浪溅区的钢筋混凝土构件除优化设计参数外,还需同时采用特殊防腐蚀措施。     

潮差环境下水泥砂浆的抗氯离子侵蚀性能现场试验研究

通过试验测定并分析了掺有纤维、粉煤灰的水泥砂浆的扩散系数,研究了在相同水灰比情况下,不同掺合料对砂浆抗氯离子侵蚀能力的影响。结果表明,不同的掺合料均能提高水泥砂浆抗氯离子侵蚀能力,对氯离子扩散系数衰减速率有较大的影响;砂浆的氯离子扩散系数均随着侵蚀时间的延长而降低。     

矿物掺合料高性能混凝土氯离子扩散特性研究

为研究沿海地区高性能混凝土桩基础的耐久性,采用干湿循环浸泡法对18个高性能混凝土试件进行了氯盐侵蚀试验,分析了高性能混凝土的氯离子浓度分布,得到了高性能混凝土的表面氯离子浓度、氯离子扩散系数的时变方程。在此基础上进行了高性能混凝土氯盐侵蚀的数值模拟,分析了钢筋直径（20、28 mm和36 mm）和保护层厚度（20、30、40 mm和50 mm）对沿海地区高性能混凝土桩基础氯离子浓度分布和氯离子扩散系数的影响,提出了相应的耐久性设计建议。研究结果表明:高性能混凝土毛细管吸附区与氯离子扩散区的位置在0~5 mm之间,高性能混凝土的最大稳定深度为50 mm;随着时间的增长,高性能混凝土氯离子扩散系数逐渐降低,氯离子浓度增长速率拐点为25 mm;相较氯盐侵蚀溶液浓度,氯离子扩散系数与氯盐侵蚀时间的关系更大。结合钢筋的临界氯离子浓度正态分布,建议沿海地区输电工程高性能混凝土桩基础的保护层厚度为70 mm。     

海洋环境下混凝土结构耐久性寿命的概率分析

对连云港码头所处海洋环境下的混凝土结构的耐久性进行了概率分析，采用了一种预测混凝土结构使用寿命的概率分析方法，建立了考虑参数统计特征的混凝土结构耐久性评估模型。结合连云港码头的长期现场检测数据以及国内外参考文献，详细分析了模型参数的统计特性，采用蒙特卡罗模拟方法计算了混凝土结构不同暴露时间下的失效概率及可靠指标，提出了综合考虑GB/T 50476—2019《混凝土结构耐久性设计标准》、最优可靠度以及可靠指标差值Δ三者的概率分析方法。研究了混凝土保护层厚度和氯离子扩散系数对混凝土结构使用寿命的影响。结果表明：混凝土保护层厚度和氯离子扩散系数都对混凝土结构使用寿命有重要影响，相比之下，混凝土结构使用寿命对混凝土保护层厚度的变化更为敏感。     

人工气候环境模拟自然潮差环境混凝土氯离子侵蚀的相似性

在自然气候环境中混凝土氯盐侵蚀是一个比较缓慢的过程,室内常用人工气候环境模拟的方法来研究混凝土氯离子的扩散性能。以舟山现场海洋环境下和人工气候环境下的侵蚀试验为背景,分析两种环境下氯离子的侵蚀浓度和扩散系数。结果表明:室内人工气候环境下的混凝土氯离子侵蚀过程类似于现场自然环境,混凝土氯离子扩散系数的相似倍数与混凝土水灰比有关。