氯盐侵蚀下预应力混凝土结构耐久性分析

介绍了氯盐侵蚀下影响预应力混凝土中氯离子扩散的各种因素,并参照试验结果,得出保护层厚度、氯离子扩散速度以及表面氯离子浓度是影响预应力混凝土结构耐久性的三个重要参数。运用可靠度理论,建立了氯盐侵蚀下预应力混凝土结构的耐久性分析模型,并提出了基于一定可靠度水准的耐久寿命预估方法。分析结果表明,保护层厚度对氯盐侵蚀下的预应力混凝土结构耐久性影响最大,另外两种因素次之。     

混凝土中氯离子扩散性能的深入探讨

氯离子引起的钢筋锈蚀是氯盐侵蚀环境下混凝土结构性能劣化的主要原因。目前,有关氯离子在混凝土中扩散性能的研究绝大多数是以自由氯离子为对象,而对总氯离子在混凝土中扩散性能的研究很少。通过采用自然扩散法对自由氯离子和总氯离子在混凝土中的扩散性能开展研究,探讨水胶比对氯离子扩散性能的影响,考虑氯离子扩散系数的时间依赖性,建立氯离子有效扩散系数与表观扩散系数之间的关系,为更加科学地预测氯盐侵蚀环境下混凝土结构耐久性寿命奠定了基础。     

氯离子环境下钢筋混凝土结构耐久性寿命评估

混凝土结构耐久性寿命终结的标志应视工程对象和使用要求不同而有不同 ,提出了氯离子环境下混凝土结构耐久性寿命评估的方法。将混凝土表面氯离子浓度、保护层厚度作为随机变量 ,将扩散系数作为随机过程 ,建立了混凝土保护层中氯离子浓度分布的随机模型 ,推导出了氯离子浓度的均值 ,用于计算钢筋开始锈蚀时间。本文对某海港西大堤钢筋混凝土护栏的耐久性寿命进行了评估 ,采用实测数据的耐久性寿命评估结果与现场调查结果较为一致     

混凝土结构钢筋脱钝的随机可靠度分析

根据混凝土临界氯离子浓度和氯离子扩散系数与水灰比、环境温度等的关系式,计算出不同条件下受氯盐侵蚀混凝土结构50年内钢筋表面的氯离子浓度。在分析钢筋混凝土结构钢筋表面氯离子浓度随服役年限关系的基础上,用Monte Carlo方法对钢筋脱钝的随机可靠度进行分析。对保护层厚度、水灰比和环境温度等随机变量对海工混凝土结构钢筋脱钝概率的影响进行探讨。     

氯盐环境混凝土结构服役寿命可靠度分析简化公式

考虑氯盐环境中氯离子侵入混凝土过程中的混凝土扩散系数、钢筋保护层厚度、临界氯离子浓度和表面氯离子浓度的随机性,建立了氯盐侵蚀下混凝土结构服役寿命的简化计算公式。简化公式比Monte Carlo抽样模拟方法和一次二阶矩验算点法更简便,无需迭代计算,且计算精度优于中心点法。由算例的计算结果可知,本文简化计算公式的计算精度满足实际工程中的精度要求,可以用于工程中氯盐混凝土结构的耐久性可靠度分析,具有较大的应用价值。     

临海既有混凝土氯离子侵蚀及钢筋初锈时间预测

临海混凝土结构承受着荷载和氯盐侵蚀等多种因素的共同作用,工作环境严酷.根据取得的温州市瓯江口一座既有水闸的闸墩混凝土芯样,推定了混凝土的实际配合比;测定了芯样中不同深度处的自由氯离子浓度,分析了在自然环境下该既有水闸闸墩混凝土的氯离子侵蚀规律;基于Fick第二定律和Monte Carlo法,计算了该闸墩混凝土的氯离子扩散系数及钢筋初始锈蚀时间.结果表明：使用5350d的临海水闸闸墩混凝土中存在明显的氯离子对流区,其厚度超过20mm;在多种因素作用下,临海水闸闸墩混凝土抗氯盐侵蚀的性能严重降低,钢筋初始锈蚀的临界氯离子浓度（质量分数）为012%～018%,其初始锈蚀时间约为3000d;采用Monte Carlo法预测自然氯盐环境下混凝土中钢筋初锈时间是可行的.     

海洋环境下混凝土墩柱的耐久性模拟

海洋环境条件下混凝土墩柱的耐久性配合比和构造一直是耐久性设计的重点,因耐久性设计不足给国家和社会带来了严重损失.基于全寿命成本分析软件life-365,通过分析保护层厚度、水灰比、掺合物、扩散系数对氯离子侵蚀期的影响,得到了如下结论:①保护层厚度的增加能极大地延长氯离子侵蚀期,有效地延迟了钢筋锈蚀发生的时间.②降低水灰比可以提高氯离子侵蚀期,但增幅相对有限.③掺合料的种类和掺和量对氯离子侵蚀期的长短影响显著,添加掺合料对提高混凝土构筑物的耐久性有着极大意义.④海洋环境下混凝土墩柱的耐久性不仅与扩散系数有关,还与水化系数有关,仅通过判断特定时间点氯离子扩散系数大小无法判断其耐久性性能的优劣.     

混凝土圆柱中氯离子扩散的数值分析

为了更好地理解氯离子在混凝土中的扩散机制,运用有限差分法,对混凝土圆柱在氯盐环境下服役时的氯离子扩散过程进行数值模拟,模型同时考虑了混凝土圆柱表面氯离子浓度和柱内氯离子扩散系数的时间依赖效应,得到了氯离子在混凝土圆柱截面内随时间变化的浓度分布云图。结果表明:为延长服役寿命,工程实践中可以考虑适时更换钢筋外侧的混凝土保护层,混凝土保护层的更换会产生结构内氯离子浓度的重新分布,可通过减小钢筋附近的氯离子浓度来有效延长结构服役寿命,数值模拟的结果对混凝土结构中钢筋的布筋位置具有指导意义。     

海洋环境条件下不同结构区域混凝土耐久性研究

为了研究不同结构区域混凝土的损伤特性和劣化机理,对宁波某海工码头板梁(大气区)、横梁(潮汐区)和方桩(水下区)等结构区域混凝土外观、力学性能、碳化深度、自由氯离子含量分布、表观氯离子扩散系数、碱含量和钢筋保护层厚度进行检测。研究结果表明,大气区和潮汐区结构混凝土强度状态较好,水下区结构混凝土强度状态较差,混凝土碳化深度和钢筋保护层厚度Dne/Dnd分布规律为大气区>潮汐区>水下区,混凝土表面氯离子浓度、表观氯离子扩散系数(Da)和碱含量分布规律是水下区>潮汐区>大气区,CO2侵蚀作用导致大气区混凝土钢筋保护层劣化,有害介质氯离子与CO2侵蚀共同作用引起潮汐区混凝土钢筋锈蚀和钢筋保护层劣化,有害介质氯离子与盐分渗透进混凝土内部,结构混凝土高浓度碱与氯离子耦合作用加速水下区混凝土钢筋锈蚀速度,导致钢筋保护层劣化。     

基于耐久性的沿海既有建筑物检测评估

混凝土耐久性是影响混凝土结构使用寿命的主要因素之一,通过钢筋锈蚀检测、氯离子含量检测、氯离子扩散系数检测、混凝土表面渗水性检测等方法,对广东汕头沿海地区建筑物的耐久性能进行了测试和分析,揭示了既有建筑物耐久性能现状,探讨基于耐久性的沿海地区建筑物剩余寿命评估的方法。     

防盐蚀剂对输变电基础混凝土抗氯离子侵蚀性能的影响

通过室内加速氯离子侵蚀试验,测试不同侵蚀时间内掺GN防盐蚀剂混凝土和无防盐蚀剂混凝土内部不同深度处的氯离子浓度,研究GN防盐蚀剂对氯离子扩散系数和混凝土表面氯离子浓度的影响,引入氯离子扩散系数降低系数和表面氯离子浓度降低系数,对防盐蚀剂的效果进行定量评价。结果表明:GN防盐蚀剂可以使混凝土中氯离子的扩散系数降低31.3%,混凝土表面氯离子浓度降低22.67%;防盐蚀剂可以较大程度地提高氯离子侵蚀环境下输变电基础的使用寿命。     

后张法预应力混凝土大直径管桩耐久性与寿命预测研究

该文通过室内试验测试大管桩混凝土本体耐久性参数,并将其作为耐久性退化和寿命预测研究的初始边界条件。对国内几个地区服役多年的大管桩码头开展耐久性调研和现场取芯测试分析,获得在役大管桩混凝土氯离子浓度分布数据。基于对大量数据统计分析,获得在役大管桩混凝土表面氯离子浓度、氯离子扩散系数、氯离子渗透深度等耐久性状态参数,研究大管桩混凝土受氯离子侵蚀的规律。在上述研究基础上,以Fick第二定律数学模型为核心建立大管桩寿命预测模型,开发寿命预测软件。该研究为大管桩耐久性设计、使用和维护提供理论与试验依据。 关键词：     

杭州某工程基础混凝土耐久性分析

针对杭州某工程基础混凝土的耐久性问题,对该工程所处环境条件和环境作用等级进行了调查,对工程现场混凝土进行了钢筋保护层厚度、混凝土抗渗性、混凝土氯离子扩散系数(RCM)、混凝土电通量、混凝土抗冻性的试验,通过调查和试验分析,对该工程混凝土的各项耐久性指标进行了综合评定,提出了解决工程质量问题的建议。     

氯盐环境条件下预应力混凝土氯离子侵蚀模型研究

文章总结了国内外有关混凝土中氯离子侵蚀模型的研究现状,并对国内外几种典型的扩散方程进行了分析评价;针对氯盐侵蚀的预应力混凝土结构,讨论了氯离子扩散系数的计算。氯离子扩散系数对于预应力混凝土来说是一个重要的因素,因此合理确定氯离子扩散系数,对预测氯离子环境条件下预应力结构的耐久性具有重要意义。对于预应力混凝土,计算氯离子扩散系数除了要考虑混凝土与氯离子之间的结合能力、环境温度、湿度影响外,还要考虑混凝土的应力水平,氯离子有效扩散系数是变化的,且氯离子扩散系数对PC结构耐久性的影响很大。本文对预应力混凝土氯离子侵蚀模型进行了改进,并根据试验结果对改进后模型进行了评价。     

氯离子在混凝土管桩中的扩散规律

混凝土管桩在海工环境中广泛使用,管桩内表面为封闭面,外壁常常暴露于氯盐环境中。根据菲克第二定律和管桩的边界条件,采用分离变量法,得到氯离子扩散方程的解析解。该解析解包含稳态解和瞬态解2部分,而稳态解由贝塞尔函数构成,与基于半无限体边界条件的传统解不同。采用该解答计算PHC管桩氯离子扩散,探讨内外半径之比、扩散系数以及钢筋保护层厚度对氯离子扩散的影响。当内外半径之比a/b为1.5时,瞬态解的次?糠炙ゼ跛俾时戎饕-糠衷即螵?倍。     

氯离子在带接缝混凝土内的传输规律研究

为得出不同类型接缝及石灰石粉含量对混凝土构件在氯盐环境中的耐久性影响,设计了一侧为普通混凝土、另一侧为石灰石粉混凝土、中间为不同类型接缝的组合试件。将养护后的试件在10%浓度的氯盐溶液中浸泡270 d后取样,检测接缝处及其两侧混凝土内的自由氯离子浓度。结果表明:在同一试件内,接缝处的氯离子浓度最大,距接缝0～20 mm处混凝土内的氯离子浓度向远离接缝方向逐渐减小,距接缝20 mm之外混凝土内的氯离子浓度基本相等; 相同侵蚀时间下,同一深度处直接湿接缝内的氯离子浓度最大,凿毛接缝处次之,界面剂接缝处最小,拟合得出的3种接缝处的表观氯离子扩散系数分别为基体混凝土的1.95倍、1.87倍、1.83倍; 接缝两侧相同距离处,掺石灰石粉混凝土内的氯离子浓度均大于普通混凝土,石灰石粉掺量(质量分数)为10%、20%、30%时混凝土表观氯离子扩散系数分别增大9.8%、11.8%、65.8%; 数值模拟得到的氯离子在带接缝混凝土内的分布规律与试验结果吻合较好。     

天津滨海地区桥梁劣化模式及应对措施

阐述了天津滨海地区桥梁混凝土结构耐久性问题及应对措施,具体从合理选择水泥品种,选择混凝土添加剂,控制氯离子含量,控制水胶比、水泥用量,加大保护层厚度,采用环氧树脂涂层钢筋,混凝土表面涂覆防腐涂层等方面对提高滨海地区桥梁结构耐久性措施进行了介绍,从而保证桥梁结构长期安全健康的运营。     

混凝土裂缝表征方法研究进展及裂缝对氯离子传输影响

氯离子侵蚀导致混凝土中钢筋锈蚀,是钢筋混凝土耐久性劣化的主要表现形式,然而混凝土裂缝的存在将加快氯离子在混凝土中的传输并缩短钢筋混凝土的服役寿命。首先对已有的裂缝表征方法进行了介绍,包括线性位移传感器、图像分析法、CT扫描等。然后综述了带有裂缝的混凝土基体中氯离子扩散的影响因素,重点介绍了裂缝的宽度、水灰比、矿物掺合料、龄期、荷载等因素对氯离子扩散行为的影响。结果表明当裂缝宽度在50~200μm之间时,对氯离子扩散系数的影响最大,在此区间内,氯离子扩散系数随着裂缝宽度的增加而增大;其余因素也对氯离子扩散系数有不同程度的影响。