盐湖地区混凝土的氯离子扩散性

在盐湖轻盐渍土现场暴露试验和试验室盐湖卤水干湿循环试验中,采取分层钻孔取样和化学分析方法,应用氯离子三维扩散理论,研究普通混凝土、高强混凝土和高性能混凝土的Cl-扩散系数Dt的变化规律。研究结果表明：混凝土的Cl-扩散系数随着暴露时间的增加而降低,混凝土的抗C1-扩散能力由大至小为高性能混凝土、高强混凝土、普通混凝土;Cl-扩散系数Dt随着水灰比的变小而变小,矿物掺合料(FA,SF和SL)可以降低Cl-扩散系数。     

海洋环境下混凝土方桩使用寿命预测模型

基于Fick第二定律,建立了考虑扩散系数时变性、荷载对扩散系数影响和氯离子结合能力的氯离子扩散方程;通过求解扩散方程得到考虑多因素影响的混凝土方桩使用寿命预测模型;并分析了桩的保护层厚度、裂缝控制宽度、表面氯离子浓度和临界氯离子浓度等因素对桩的使用寿命的影响.分析结果表明:得到的氯离子扩散方程与实测数据吻合较好;对于设计使用寿命为50年的混凝土方桩,保护层厚度应大于45mm,桩身裂缝宽度不宜大于0.1mm.     

氯离子侵蚀钢筋混凝土管桩的使用寿命预测

基于氯离子侵蚀引起的钢筋锈蚀机理,将钢筋混凝土管桩的使用寿命分为2个阶段,锈蚀初始阶段和裂缝扩展阶段.依据Fick第二定律和Faraday定律,分别建立了氯离子在钢筋混凝土管桩中的扩散方程和氯离子侵蚀引起的钢筋锈蚀模型,通过确定临界氯离子浓度和钢筋临界锈蚀深度,分别对锈蚀初始阶段时间和裂缝扩展阶段时间进行了预测.并在此基础上,进一步分析了表面氯离子浓度、扩散系数、保护层厚度、钢筋直径、体积膨胀率以及抗拉强度与弹性模量的比值等因素对钢筋混凝土管桩使用寿命的影响.分析结果表明,随着表面氯离子浓度、扩散系数、钢筋直径和体积膨胀率的增大,管桩的使用寿命减小;随着保护层厚度和抗拉强度与弹性模量的比值的增大,管桩的使用寿命增大.     

氯离子诱导的钢筋混凝土结构耐久性研究

从影响氯离子传输的因素、临界氯离子浓度、氯离子向混凝土内传输的机理、氯离子传输预测模型等方面对因氯离子诱导的钢筋腐蚀造成的钢筋混凝土(RC)结构耐久性能退化问题进行了评述,提出了需要进一步研究的问题.     

基于可靠度的锈蚀钢筋混凝土结构使用寿命预测

在役结构能否继续安全使用已成为结构工程师和管理决策者日益关心的重要问题.针对一般大气环境下的锈蚀钢筋混凝土结构,提出了基于结构性能的使用寿命预测模型.该模型包括4个阶段,即钢筋开始锈蚀阶段、混凝土锈胀开裂阶段、构件适用性达到容许程度所经历的阶段以及构件承载力达到最小可接受程度所经历的阶段.根据实测的结构响应,采用可靠度方法确定了在役结构使用寿命的每个时段.该方法可用于在役钢筋混凝土结构剩余使用寿命评估及其维修加固决策.     

现役重力坝使用寿命的预测模型

近年来,国内外新建的重力坝越来越少,而早期所建的重力坝,基本上都存在着严重的安全问题,这就决定着重力坝的加固必将成为世界上水利界一个突出性的问题,从而也就决定了预测重力坝使用寿命的重要性.论文根据可靠性理论、系统可靠性模型、重力坝各个决定性参数及某些参数的衰减函数,建立了重力坝使用寿命的预测模型,进而达到预测重力坝使用寿命的目的.     

郑州地区砖混结构房屋使用寿命分析

结合抽样调查数据,对郑州地区砖混结构房屋的使用寿命以及勘察设计、施工质量、人为损伤、构件老化和环境影响等因素对砖混结构房屋使用寿命的影响进行了分析。     

氯盐侵蚀下钢筋混凝土结构锈胀开裂研究综述

氯盐侵蚀引起的钢筋锈蚀是引发钢筋混凝土结构锈胀开裂的主要原因.总结归纳了氯盐侵蚀下的钢筋锈蚀产物分布、钢筋锈蚀引起的作用在混凝土保护层上的锈胀力,以及由锈胀力作用造成的混凝土保护层表面开裂等3个方面的研究成果.在此基础上,针对当前研究中存在的问题提出了一些建议,指出将混凝土视为均质材料的简化模型并不能准确模拟钢筋锈蚀引起的混凝土保护层锈胀开裂行为,今后的研究应着重于建立混凝土的细观分析模型.自然环境下的钢筋锈蚀产物分布形态不唯一,二维模型与实际工程中的三维构件存在较大的差异;人工气候环境引起的钢筋非均匀锈蚀与自然锈蚀间的差异尚不明确,有待进一步研究.     

Cl-环境下水库低涵进口混凝土结构使用寿命研究

以鲁家港水库低涵进口水室为研究对象,利用ANSYS软件建立了水室结构模型,模拟了Cl-在水室结构中的扩散过程,开展了基于钢筋锈蚀破坏的混凝土结构使用寿命预测研究.模拟结果表明,利用ANSYS软件对混凝土结构中的Cl-扩散过程进行模拟,能很好地反映出混凝土结构中不均匀浓度场的分布情况,再结合保护层深度的临界Cl-浓度,就能准确地预测出结构的使用寿命,为其他实际工程处理类似问题时提供参考和指导作用.     

海洋环境下钢筋混凝土结构锈裂损伤模型

分析了海洋环境下钢筋混凝土结构的破坏形态,其主要原因是受到了氯离子的侵蚀。在氯离子的作用下,钢筋发生严重锈蚀,最后导致开裂,文中对这一过程进行了详细的阐述,并且对锈蚀量进行了评估。在此理论基础上,建立钢筋锈蚀的截面积模型,基于Fick 定律对氯离子的渗透、临界浓度、扩散系数等进行了量化处理,建立钢筋的劣化跟抗力劣化的模型,从而对混凝土钢筋结构的可靠度进行分析。     

粉煤灰混凝土的多因素寿命预测模型

通过快速碳化试验,研究了不同粉煤灰掺量(0～60%)、不同养护龄期(1,3,7,28,90 d)、不同弯曲荷载率(0,25%,50%)对m(W)/m(C)=0.34混凝土的碳化影响,并建立了综合考虑粉煤灰掺量、养护龄期、荷载率、环境温度、结合能力以及混凝土的CO2扩散系数时间依赖性的多因素寿命预测模型.结果表明:混凝土的CO2扩散系数与粉煤灰掺量成二次函数关系,粉煤灰掺量30%左右最佳.混凝土的CO2扩散系数随养护龄期的增加而降低,随荷载率的增加而增加.其关系分别符合指数关系和乘幂关系.使用多因素碳化寿命预测模型对大桥的箱梁和索塔进行预测,箱梁的运营寿命为211年,索塔为167年.增加养护龄期或提高保护层厚度是提高大掺量粉煤灰结构混凝土寿命的重要途径.     

在役混凝土结构最优剩余使用寿命预测

提出了基于可靠性与经济优化相结合的在役混凝土结构剩余使用寿命评估准则，并建立了在役混凝土结构剩余使用寿命预测的优化模型，通过对模型的求解，可以为维护与加固的合理决策提供参考，对构件进行维护的算例表明，针对一个具体的构件，存在着最优的结构剩余使用寿命和最合理的维护程度。     

混凝土海洋平台抗氯离子侵蚀耐久寿命预测试验研究

对不同水灰比及掺加粉煤灰、硅灰的高性能混凝土氯离子扩散系数进行了试验研究,并对高性能混凝土海洋平台结构抗氯离子侵蚀耐久寿命进行了预测和分析,结果表明在一定条件下,低水灰比和增加保护层厚度均可以提高混凝土结构抗氯离子侵蚀的耐久寿命.该结论为混凝土海洋平台结构的耐久性设计与评估提供了参考依据.     

土木工程结构混凝土寿命预测的损伤演化方程

借助损伤力学的原理,通过系统实验,研究了混凝土在冻融与腐蚀条件下损伤失效过程的规律与特点.建立了具有普适意义的混凝土损伤演化方程,提出了损伤速度和损伤加速度的新概念,并提出了一套预测混凝土结构使用寿命的基本方法与理论体系,为重大土木工程结构混凝土的寿命预测提供了一种新方法.此外,通过专门设计的(35%弯曲荷载 冻融)双重因素和(35%弯曲荷载 冻融 3.5%NaCl溶液腐蚀 5%Na2SO4溶液腐蚀)多重因素等耐久性实验,重点研究了国家重点工程润扬大桥的主体结构混凝土的使用寿命预测问题.结果表明,润扬大桥的箱梁、索塔、墩身和锚碇采用高强高性能混凝土以后,其预期使用寿命均能达到100年设计要求.     

弯拉应力下粉煤灰混凝土的多维碳化及寿命预测模型

首先建立了弯拉应力作用下混凝土的多维碳化测试方法,在此基础上系统研究了粉煤灰混凝土在弯拉应力水平分别为0,0.20,0.35,0.50,0.65,0.80作用下多维碳化深度的依时变化规律.探讨了粉煤灰掺量(0%、10%、20%、40%、60%)、粉煤灰种类(Ⅰ级、Ⅱ级)、水胶比(0.3、0.35、0.4)、胶凝材料用量(458,380 kg/m3)、养护龄期(28,90d)五个重要因素对处于弯曲应力状态下的粉煤灰混凝土多维碳化深度的影响规律.另外,还将不同弯拉应力水平(σs)下的碳化实验结果与同条件下无应力状态下的碳化进行了定量比较,发现弯拉应力水平对碳化存在明显的加速作用,为量化该交互作用提出了应力加速因子(Kσs)概念,研究表明Kσs随σs的增加而变大,符合指数函数Kσs=1 k(σs)c.最后,还初步建立了综合考虑应力、碳化维数、养护龄期、粉煤灰种类及掺量、水胶比和胶结材用量等重要影响因素的多因素碳化寿命预测模型.上述研究以期为准确预测实际混凝土结构在真实状态下碳化寿命提供科学依据.     

荷载与环境因素耦合作用下结构混凝土的耐久性与服役寿命

主要介绍了我国重大基础工程建设迅猛发展的大好形势,分析了国内外重大工程过早失效的典型事例及其对国民经济所带来的巨大损失,证明了提高重大基础工程的耐久性和服役寿命是建设中重中之重的重大举措.其中结构混凝土材料自身的耐久性是关键、是要害、也是核心.还论述了最大限度高效利用工业废渣来取代更多的水泥熟料是节能、节资、保护生态环境和走社会可持续发展的必由之路.重点讨论了如何预测结构混凝土和混凝土结构的耐久性和服役寿命,剖析了重大工程所处环境的多重性、复杂性及诸多损伤因素耦合的正负效应叠加及其交互作用,揭示了不同地区的工程均应综合考虑力学因素、环境因素及材料因素间的耦合作用及其加速工程损伤劣化的规律.为提高混凝土结构耐久性评价和寿命预测的安全性和可靠性,结合当今科研工作进行了分析.     

钢筋混凝土结构锈胀开裂及裂缝扩展试验研究

采用加速腐蚀试验,系统地研究了钢筋直径、混凝土强度、腐蚀电流密度、保护层厚度、钢筋位置和类型等因素影响下钢筋混凝土锈胀开裂及裂缝扩展的规律.试验结果表明:腐蚀电流密度对锈胀开裂时间的影响最为显著,其他依次为钢筋直径、保护层厚度、混凝土强度;锈胀裂缝随时间增长呈线性增大趋势;各种因素对锈胀裂缝扩展的影响程度依次为腐蚀电流密度、保护层厚度、混凝土强度和钢筋直径;腐蚀电流密度越大、保护层厚度越小,锈胀裂缝扩展越快;混凝土强度等级越高、钢筋直径越小,锈胀裂缝扩展越缓慢.对比分析发现,钢筋位于上部和相同腐蚀电流下采用变形钢筋时,锈胀开裂晚且裂缝扩展更缓慢;钢筋位于角部时开裂早且裂缝扩展快.分析了各种因素影响机理并提出了提高耐久寿命的措施.