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。     

氯盐侵蚀下结构混凝土服役寿命的可靠度分析

为了全面考虑随机因素对氯盐侵蚀下结构混凝土耐久性的影响,研究建立了氯盐环境下混凝土服役寿命分析的可靠度随机边界元法。首先基于全时域初值推进法研究建立了混凝土中氯离子随机时变扩散分析的摄动随机边界元法,进而基于正常使用极限状态建立了混凝土结构服役寿命分析的可靠度分析格式,据此研究了保护层厚度、氯离子扩散系数等随机参数对结构混凝土服役寿命的影响,克服了传统的随机边界元法的缺陷。结果表明,混凝土材料及氯盐腐蚀环境的随机性、混凝土结构几何外形所导致的二维扩散现象等对氯盐环境下混凝土结构的服役寿命具有显著影响,在耐久性设计中必须合理考虑才能保障使用寿命。     

混凝土电化学除氯过程钢筋周围氯离子迁移规律试验研究

随着服役年限增长,氯盐环境中钢筋混凝土结构的耐久性劣化问题越来越突出。电化学除氯技术是钢筋混凝土耐久性修复重要方法,可有效排除保护层中氯离子,然而电化学除氯过程混凝土内部氯离子迁出规律有待研究。重点研究了电化学除氯过程中钢筋周围氯离子迁出的空间规律。结果表明,电化学除氯结束后,钢筋周围氯离子浓度降低显著,保护层内随着距离钢筋径向距离的增加,残余氯离子浓度增大,表现出明显的非均匀分布。研究成果可为进一步完善钢筋混凝土电化学除氯后的耐久性评估和寿命预测提供依据。     

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。     

北部湾海域混凝土结构中氯离子扩散模型研究

混凝土结构的耐久性和服役寿命长期以来一直是一个备受关注的问题,特别是暴露于氯盐环境下的混凝土结构,氯离子的侵蚀就成为影响混凝土结构耐久性的主导因素,因此搭建合理的氯离子扩散模型研究氯离子的扩散规律是研究氯盐环境下混凝土结构耐久性和服役寿命的关键性问题。通过对防城港、钦州港和铁山港三个码头的混凝土结构取样研究,在综合考虑胶凝材料、温度、湿度胶凝材料、混凝土结构养护龄期、暴露氯盐环境龄期、水灰比、结合氯离子等因素对混凝土结构中氯离子扩散系数影响的情况下搭建氯离子扩散模型,并与Life365模型和LNEC E465模型进行对比分析,发现文中所搭建的氯离子扩散模型更加准确反映北部湾氯离子在混凝土内部的传输特性。     

氯盐腐蚀环境下混凝土结构氯离子渗透与扩散研究综述

氯离子渗透与扩散规律研究是氯盐腐蚀环境下混凝土结构耐久性研究的关键工作,论文主要介绍了氯盐腐蚀环境下混凝土结构氯离子渗透与扩散国内外研究状况。研究表明,建立混凝土结构中氯离子渗透与扩散理论模型必须考虑环境温湿度、混凝土材料劣化效应、混凝土表面氯离子浓度、氯离子扩散系数的时间依赖性、混凝土碳化、混凝土应力状态、混凝土材料对氯离子结合作用等因素,结合具体工程情况判断哪些因素起主导作用,并提出进一步的研究方向。     

氯盐环境中混凝土耐久性与全寿命经济分析

当今世界的建筑工程,仍以钢筋混凝土结构为主体。混凝土的耐久性已成为重大问题。混凝土中钢筋腐蚀是影响耐久性的主要因素,而氯离子又是导致钢筋腐蚀的主要元凶。本文概述氯盐环境与耐久性的关系和对国民经济的影响,并对“全寿命经济分析法”的概念与意义进行阐述。     

裂缝分布不均匀性对输电铁塔钢筋混凝土氯离子扩散性能的影响

氯离子侵蚀对氯盐环境下输电铁塔钢筋混凝土结构的耐久性有重要影响,而各种外界因素(比如,暴露环境和服役载荷等)造成的裂缝对混凝土结构中氯离子扩散更有加剧作用。以存在裂缝缺陷的高压输电铁塔钢筋混凝土结构为研究对象,建立了氯离子扩散的有限元模型,具体研究了裂缝对钢筋混凝土试件内氯离子扩散性能的影响。研究表明,除了裂缝宽度和深度,氯离子在钢筋混凝土内的扩散特性亦取决于裂缝分布位置。氯离子扩散范围随裂缝深度的增加而相应延伸,氯离子在裂缝底端有积聚现象。氯离子浓度在钢筋表面呈不均匀分布,裂缝分布的位置距离钢筋越近,钢筋表面氯离子的浓度越高。结论对于氯盐环境下高压输电铁塔钢筋混凝土结构的耐久性设计具有一定的理论指导意义。     

基于氯盐侵蚀的海底隧道寿命预测模型研究

基于氯盐侵蚀把海底隧道的寿命周期分为三个阶段:氯离子扩散阶段、钢筋锈蚀阶段和保护层开裂阶段,对钢筋锈蚀阶段又进行了量化细分,从氯盐腐蚀的三个阶段分析了海底隧道的耐久性,并推导了使用公式,最后对厦门翔安海底隧道进行了耐久性寿命计算,并与DuraCrete模型进行了比较,分析结果显示该模型与DuraCrete模型相近,为今后的海底隧道耐久性寿命预测研究提供了一种新思路,为可靠度分析提供了参考.     

盐渍土对钢筋混凝土结构物耐久性设计的影响

通过对钢筋混凝土材料腐蚀机理的分析，指出了西部盐渍区富含的氯盐、硫酸盐是造成钢筋混凝土结构物耐久性差的主要原因。详细阐述了氯离子、硫酸根离子对钢筋混凝土材料的危害。依据混凝土耐久性试验数据，证实干湿交替的环境对氯离子侵入混凝土有重大的影响。并对西部盐渍区氯离子侵入混凝土结构物的机理进行了探讨，指出利用Fick第二扩散定律预测混凝土结构物耐久年限对西部盐渍区的局限性。提出了预测该地区钢筋混凝土结构物服役寿命的几点建议。     

氯离子环境下钢筋混凝土结构的使用寿命预测

近年来,氯离子对混凝土结构的侵蚀已成为混凝土结构耐久性研究的重要内容,尤其是氯离子环境下钢筋混凝土结构的寿命预测问题更是科研工作者们普遍关注的问题.笔者介绍了氯离子环境下混凝土结构基于Fick第二定律寿命预测模型,并对模型中的相关参数进行修正,通过相关参数的改进,使该模型更能符合工程实际情况,从而能够更好的预测混凝土的服役寿命.另外,还介绍了钢筋混凝土结构使用寿命可靠度的概念及其理论计算方法,并从可靠性方面来讨论混凝土在氯离子环境下的服役寿命.     

氯盐环境钢筋混凝土构件服役寿命计算

根据混凝土构件承载力的耐久性退化作用,建立了腐蚀环境作用下混凝土结构的3阶段服役寿命理论模型:诱导期、退化期和破坏期;即钢筋表面的自由氯离子浓度达到锈蚀临界值的时间、混凝土结构的主要材料(混凝土和钢筋)达到其材料耐久性破坏的限值、混凝土结构的承载力降低到安全使用极限状态作为各阶段的时间节点.基于氯离子扩散计算模型、钢筋...     

钢筋混凝土结构基于耐久性的可靠度设计方法

对处于氯盐环境中的混凝土结构,为使其在设计使用寿命期内具有合格的可靠度要求,基于结构抗力劣化过程的动态计算模型及动态可靠度分析,在我国 现行结构可靠度设计表达式基础上,引入结构耐久性系数γD来考虑抗力衰减对可靠指标的影响,并给出了耐久性系数的确定方法。针对50年设计使用年限 情况,考虑港口结构3种荷载组合以及5种可变荷载与恒载效应比影响,给出不同的环境条件、水灰比、保护层厚度下结构耐久性系数γD的取值。从而建立 了基于耐久性的可靠度设计实用方法。     

杭州湾跨海大桥混凝土结构耐久性解决方案

为了确保杭州湾跨海大桥混凝土工程达到100年设计使用年限,根据特殊腐蚀环境进行相应的混凝土结构耐久性研究和设计。结合当前现有研究成果,对海洋环境下钢筋混凝土结构的腐蚀破化特征和防护技术进行介绍。针对本工程混凝土结构的不同部位,提出混凝土结构耐久性多层次综合方案体系、海工耐久混凝土设计原则、耐久性关键指标与评估试验方法、施工及质量验收标准、混凝土结构基本防腐蚀措施和附加防腐蚀措施及其基于耐久性的相互协同解决方案,并通过建立耐久性无损监测系统和暴露试验站对混凝土结构的预期寿命进行预测评估。分析结果表明,对混凝土结构的特定腐蚀环境,提出耐久性解决方案是经济可行的。本研究对同类跨海大桥的耐久性设计与施工具有一定的参考价值。     

混凝土结构耐久性控制区及设计参数的定量分析

现行规范的混凝土结构耐久性设计方法难以定量分析结构几何参数、环境作用等级、材料性能衰退等因素对结构服役寿命的影响。为此,针对氯化物腐蚀环境,提出了混凝土结构的耐久性控制区,并建立了混凝土结构耐久性设计参数的定量分析方法。首先基于混凝土中氯离子扩散补偿理论和结构几何外形建立混凝土结构的耐久性控制区模型;然后结合Fick第二定律,建立不同扩散维数下混凝土结构的耐久性定量分析模型,据此合理选取耐久性设计参数,并通过定量分析确定其取值。最后结合工程实例和设计规范对比验证了文中方法的有效性和适用性。研究表明,所提方法能够综合考虑混凝土结构几何外形及尺寸、环境作用等级、初始暴露龄期和材料性能衰退等因素对混凝土结构服役寿命的影响,可以有效克服现行规范耐久性设计方法中设计参数重复设置,不能有效反映材料性能衰退和结构几何外形的影响等不足。     

氯离子侵入混凝土的可靠性研究

在沿海或使用除冰盐地区,氯离子是引起混凝土结构中钢筋锈蚀,进而导致结构破坏的主要原因,科学准确地描述氯离子侵入混凝土的过程,对于已有混凝土结构的寿命预测和新建结构的耐久性设计均具有重要的意义。目前,描述氯离子侵入混凝土的模型主要是Fick第二定律模型,该模型不能考虑各参数的随机性,可靠性模型则能够考虑模型中各参数的随机性,可以更科学全面的描述氯离子侵入混凝土的过程。     

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。     

氯盐环境下混凝土结构的耐久性设计方法

为了建立氯盐腐蚀环境下混凝土结构的耐久性设计方法,根据混凝土结构性能劣化的特点,在分析结构耐久性失效状态、可靠度设置水平、环境荷载及抗力影响因素的基础上,建立了钢筋初锈、保护层锈胀开裂及锈胀损伤达到最大限值这3种情况下的耐久性极限状态方程.基于结构可靠度设计理论,引入荷载和抗力变量的分项系数来反映结构耐久目标可靠指标的要求,建立了结构耐久性设计的分项系数表达形式.按照概率设计与分项系数设计具有相同可靠度水平的原则,给出了抗力分项系数的确定方法及不同耐久性极限状态下抗力分项系数的取值.     

PERMIT离子渗透测定方法的应用研究

混凝土保护层的抗氯离子渗透性直接影响钢筋混凝土结构的耐久性。为提高混凝土保护层的抗氯离子渗透性,可以使用透水模板布、防水涂料、防腐涂层等多种技术。介绍一种现场测定混凝土保护层抗氯离子渗透性的非破损试验方法——PERMIT离子渗透试验,并用该方法在青岛海湾大桥工程中评价混凝土保护层的性能改善技术措施的效果。试验结果表明,PERMIT试验方法可以现场测定混凝土保护层或表层混凝土的抗氯离子渗透性,设备简单,操作方便,试验时间短。透水模板布、防水涂料、防腐涂层等技术措施对混凝土保护层均有不同程度的改善。透水模板布的品种不同,改善效果有差异。防水涂料和防腐涂层效果最好。