应力状态下混凝土的碳化试验研究

进行了碳化环境下预应力混凝土试件的耐久性试验研究，阐述了在应力和碳化共同作用下的混凝土结构破损机理及规律．试件为无应力、弯曲受拉和直接受压的应力状态，采用加速碳化的试验方案．分别引进kws和χσ反映碳化深度与混凝土质量、强度和应力水平的关系，建立了应力状态下的混凝土碳化深度的多因素预测模型．结果表明：拉、压应力分别加快和减缓了混凝土的碳化速率，且应力越大；碳化速率的改变越大；χσ可以反映碳化速率的变化趋势．施加预应力能够控制混凝土裂缝的发展、消除或限制裂缝的宽度，因此，预应力混凝土结构的耐久性比普通混凝土结构的耐久性更好．     

提升粉煤灰混凝土抗碳化性能试验研究

为提升大掺量粉煤灰混凝土的抗碳化性能,提出了一种预碳化再碱化的养护处理方法.采用快速碳化试验,对普通混凝土和质量分数为20%、30%和40%的粉煤灰混凝土进行了碳化3、7、14、28 d的碳化深度测试,对比分析了不同养护方法对粉煤灰混凝土抗碳化能力的影响.结果表明:粉煤灰混凝土的碳化深度随着碳化时间和粉煤灰掺量的增加而增加;与延长养护时间和水养护一样,提出的碳化试验之前预碳化再碱化养护处理可以有效地降低混凝土的碳化深度.对于质量分数为30%的粉煤灰混凝土,预碳化1 d再碱化1 d处理后的抗碳化能力与标准养护下的普通混凝土相当.对于普通混凝土,预碳化3 d再碱化1 d,提升抗碳化能力的效果最佳.     

受力状态下混凝土试件碳化试验研究

为了研究混凝土桥梁的碳化规律,采用加速碳化试验方法,进行了碳化环境下受力状态混凝土试件的耐久性试验,分析了碳化混凝土的退化机理和规律.结果表明:拉、压应力分别加快和减缓了混凝土碳化的速率,且应力变化越大,碳化速率的改变就越大;桥梁常用C50强度混凝土的碳化深度远小于低强度混凝土,但C50强度混凝土受拉时的相对碳化深度大于低强度混凝土.根据试验结果修正了现有混凝土碳化深度预测模型中的工作应力影响系数.当混凝土桥梁的裂缝宽度满足规范要求时,裂缝对混凝土碳化的影响很小;预应力混凝土桥梁的耐久性能优于钢筋混凝土桥梁.     

水工建筑物混凝土碳化分析

混凝土的碳化是指混凝土中原呈碱性的氢氧化钙，在大气中受到二氧化碳和水分的作用，逐渐变成呈中性的碳酸钙的过程，混凝土碳化对混凝土结构破坏影响很大。混凝土完成浇筑和水化过程就必须在恰当的客观环境中进行保养。     

某在建桥梁钢筋混凝土构件碳化耐久性预测

为预测某在建预应力混凝土梁桥的钢筋混凝土构件的碳化耐久性,需确定适合本地区混凝土碳化深度预测模型.结合2座有一定环境和地域代表性的在役混凝土桥梁的碳化深度实测数据,探讨常用的6个混凝土碳化深度预测模型在本地区的适用性,然后利用所确定的混凝土碳化预测模型对某在建大跨径双薄壁高墩曲线连续刚构桥的钢筋混凝土承台和主墩的混凝土碳化耐久性进行分析.计算结果表明,采用基于混凝土抗压强度标准值作为主要参数的混凝土碳化深度预测模型与在役桥梁碳化深度实测数据较吻合,推荐采用该模型进行本地区混凝土桥梁构件碳化耐久性分析;所分析的在建桥梁的钢筋混凝土承台和主墩的混凝土碳化耐久性满足桥梁设计年限要求.     

基于混凝土损伤的碳化深度预测模型的设想

阐述了混凝土碳化的机理和影响混凝土碳化的因素,对几种碳化深度预测模型进行了评述.提出了应用损伤力学建立混凝土碳化深度预测模型的设想.论述了利用损伤力学进行混凝土碳化分析的合理性和解决问题的途径.     

盐碱溶液对混凝土碳化性能的影响

基于盐碱寒冷地区的工程环境与混凝土的配制特点，模拟配制了盐碱（SA）溶液，对水灰比、含气量和粉煤灰掺量三个因素对混凝土碳化性能的影响进行了正交试验研究．结果表明：水灰比、含气量和粉煤灰掺量三个因素对混凝土碳化性能影响的顺序是水灰比最大，含气量次之，粉煤灰掺量最小；盐碱溶液侵蚀产生膨胀性裂缝和溶解碱组分的双重作用，改变了水灰比、含气量和粉煤灰掺量影响混凝土碳化性能的顺序，即水灰比最大，粉煤灰掺量次之，含气量最小；无论经过盐碱溶液的侵蚀与否，各因素影响混凝土碳化性能的规律是一致的，即随着水灰比、含气量、粉煤灰掺量的增加，碳化深度增大．     

基于机器学习的再生混凝土配合比设计方法

再生混凝土技术是实现建筑垃圾资源化利用的有效途径. 通过收集再生混凝土氯离子侵蚀试验和碳化试验的数据，将材料信息和试验环境信息作为输入参数，采用电通量和碳化深度分别量化再生混凝土的抗氯离子侵蚀和抗碳化性能，基于机器学习方法构建再生混凝土的耐久性能预测模型，在此基础上以强度、耐久性和成本作为优化目标，结合 NSGA-Ⅱ算法和优劣解距离法提出再生混凝土配合比优化设计方法. 结果表明：梯度提升树模型可以较好地预测再生混凝土的抗氯离子侵蚀性能，高斯过程回归模型则对再生混凝土抗碳化性能预测表现较好；采用提出的配合比优化设计方法获得了满足耐久性和力学性能要求的低成本再生混凝土配合比建议值，可用于指导施工配合比设计.     

混凝土构件碳化深度与回弹强度检测分析

本文通过对混凝土碳化机理及碳化深度测试原理的阐述,分析混凝土碳化对混凝土构件的影响,进而探讨混凝土碳化对回弹法检测混凝土构件强度结果的影响,为混凝土碳化及混凝土回弹检测研究提供参考。     

基于Monte-Carlo的地铁混凝土碳化环境区划研究

为了对我国不同地区地铁混凝土结构所处的碳化环境进行区划,选择已有碳化模型作为地铁混凝土碳化深度预测模型,通过对南京地铁一号线混凝土结构碳化环境和碳化情况的现场测试,以实测数据验证了已有碳化模型的适用性。根据不同地区地铁隧道的环境参数,采用蒙特卡洛法对国内30个城市地铁混凝土碳化寿命进行了分析预测,并以失效概率等于10%为条件,完成了地铁混凝土碳化环境区划。研究结果表明,华北地区地铁混凝土碳化情况较为严重,碳化寿命低于70年,而西南地区碳化现象较轻,碳化寿命大于120年。     

环氧-呋喃防护材料的研制

碳化是引起水工钢筋混凝土钢筋锈蚀的重要因素之一．用糠醛、丙酮作活性稀释剂的环氧一呋喃涂料、玻璃钢与混凝土复合使用，粘接性能好，机械性能优良，防碳化、冻融能力强，与混凝土的弹性模量接近，能有效阻止混凝土碳化、钢筋(钢丝网)锈蚀．经过20余项工程应用及10余年的考验效果良好．     

用三要素综合评估混凝土中钢筋腐蚀状态

介绍了一种判断钢筋腐蚀状况的方法——EBR法．该方法采用钢筋自然腐蚀电位、腐蚀电流密度、混凝土电阻率三个电化学要素判断钢筋腐蚀状况，解决了美国ASTMC876—91标准等单一要素判别方法判断钢筋腐蚀的缺陷，并准确地对北京某一重点工程大楼部分区域混凝土中钢筋的腐蚀状态进行了评估．     

若干无机缓蚀剂对混凝土中钢筋的阻锈作用

通过含NaCl介质溶液的浸泡实验,利用电化学实验检测技术,观测和比较了NaNO2等8种无机缓蚀剂添加于混凝土中对钢筋的阻锈作用,结果表明,在本实验条件下,NaNO2等缓蚀剂对钢筋明显的阻锈作用,在pH=9.50％,含10％NaCl的混凝土模拟液中,外加NaNO2后,混凝土中钢筋的腐蚀电位正移,腐蚀电流可下降至未加缓蚀剂的1／6,缓蚀剂的加入不同程度地提高了钢筋耐点蚀的性能。     

IR降对混凝土中钢筋腐蚀电化学测量结果的影响

介绍了在混凝土介质中进行钢筋腐蚀电化学测量时产生的IR降对测量结果的影响,以及由此可能造成判断上的失误或评估上的错误.通过一种新的混凝土钢筋腐蚀的电化学测量方法(称为恒电流瞬断法),不仅可以有效的消除混凝土中的IR降影响,还可同时消除混凝土中钢筋表面发生的浓差极化的影响,得到只有电化学极化作用的稳态极化曲线.通过此方法测量得到的数据,可以仿照"稳态法"来计算电化学步骤的动力学参数.     

混凝土内钢筋锈蚀速率时变的全过程模式

讨论恒定气候环境下,混凝土内钢筋锈蚀速率的变化。在恒定气候环境和氯盐侵蚀条件下,对混凝土中钢筋的锈蚀电流密度进行测量。测量结果表明,在钢筋锈蚀过程中,锈蚀速率(锈蚀电流密度）具有时变特性,并且其时变过程可以划分为6个阶段。试验结果也显示了混凝土强度及混凝土电阻率对钢筋锈蚀速率变化的影响。基于不同锈蚀水平下钢筋与混凝土交界面过渡区(ITZ）的细观结构,开展了试验结果的机理分析,发现锈蚀层的发展和锈胀开裂是影响锈蚀过程的主要因素。最后,建立了钢筋锈蚀速率时变的全过程模式。     

受腐蚀钢筋力学性能的试验研究

钢筋腐蚀是影响钢筋混凝土结构耐久性的首要因素.腐蚀会引起钢筋强度降低和延性减弱,进而导致结构承载能力下降.通过对一批已腐蚀钢筋的腐蚀量及腐蚀后力学性能的试验研究,分析了钢筋腐蚀的因素及腐蚀对钢筋力学性能的影响,认为该批钢筋力学性能的降低是腐蚀后受三种因素共同作用的结果;总结了钢筋各项力学性能指标与钢筋腐蚀程度的相关关系,提出当受腐蚀钢筋的重量损失率大于10%时,就应该考虑腐蚀对钢筋性能的影响,予以折减的结论;并总结了各腐蚀量参数间的关系,为衡量钢筋腐蚀程度和结构耐久性分析提供依据.     

钢筋表面微区电位分布的原位测量

应用自行研制的扫描微参比电极联机测量系统,原位测量了钢筋在模拟混凝土孔隙液中表面微区电位分布.结果表明,钢筋在纯饱和Ca(OH)2溶液中处于钝态.当溶液的pH降低和外加Cl-时,钢筋表面微区电位分布即发生变化,电位差变大,钢筋表面随之发生点腐蚀.     

混凝土结构裂缝及保护层碳化极限状态可靠性

从基于耐久性混凝土裂缝及保护层碳化两个影响方面分析了钢筋锈蚀、结构耐久性降低的机理；讨论了影响耐久性的最大裂纹宽度及构造规定的最小保护层厚度的可靠度分析方法     

混凝土的碳化和裂缝对钢筋锈蚀及结构耐久性的影响

本文分析了混凝土的碳化,裂缝与钢筋的锈蚀的相互关系及对结构耐久性的影响;收集并发展了裂缝的修补方法,钢筋锈蚀的防护措施,提高结构构件耐久性的措施。图2,表3。     

在役混凝土构件耐久性的评判准则

针对在役混凝土结构的主要特征、损伤状况、破坏情形及其耐久性的基本特点,将混凝土构件耐久性评定指标分为定性指标和定量指标两大类.分析定性指标中的环境条件、钢筋锈蚀程度,以及定量指标中混凝土碳化深度、混凝土保护层厚度、裂缝宽度、钢筋锈蚀量和构件承载力衰减等影响混凝土构件耐久性的因数,设计各指标的评定方法,并制定相应的评定标准.建立在役混凝土构件耐久性的系统评判模型,以供在役混凝土构件的损伤判别、耐久性失效评定.