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。     

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。     

氯离子侵蚀环境下混凝土结构耐久性寿命评估方法研究

根据氯离子侵蚀环境下混凝土结构中钢筋锈蚀的发生和发展,分析了结构性能的衰退过程,得到了氯离子侵蚀环境下结构耐久性寿命评估模型.考虑到寿命评估模型中主要参数的不确定性影响,基于Monte Carlo原理,采用CrvstalBall软件对混凝土构件进行了随机模拟.随机模拟结果显示,保护层厚度及氯离子浓度是影响氯离子侵蚀环境下混凝土结构耐久性寿命的重要参数.     

基于COMSOL进行氯离子对钢筋混凝土侵蚀的二维模拟

氯离子在自然环境下是影响钢筋混凝土寿命最重要的因素.环境中含量较多的氯离子会破坏混凝土内部钢筋,导致钢筋被侵蚀及混凝土被破坏,氯离子是钢筋混凝土结构被提前腐蚀的重要原因,本文研究时间、温度、氯离子浓度等因素对氯离子侵蚀混凝土速度的影响,对保护混凝土寿命的意义重大.     

氯离子对钢筋混凝土结构的侵蚀分析

氯离子侵蚀引起钢筋锈蚀破坏十分突出,是造成钢筋混凝土结构过早破坏的主要原因之一.分析氯离子进入混凝土中的途径、存在形式和氯离子在混凝土中的扩散模式,考虑温度变化、时间变化、湿度变化以及混凝土内部缺陷特征不同对扩散系数的影响,基于Fick第二扩散定律建立了氯离子在混凝土中的扩散模型,并分析了氯离子表面浓度、氯离子临界浓度和有效氯离子扩散系数的影响因素和确定方法,由此建立的模型可供寿命预测参考使用.     

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.     

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。     

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     

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.     

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.     

火灾后混凝土结构耐久性的若干研究

火灾对混凝土结构的安全性和适用性带来了严重的危害,而对其耐久性造成的危害同样不可忽视。由于火灾的高温和含氯烟雾作用,混凝土结构存在严重氯离子侵蚀问题。火灾的高温导致混凝土结构碳化,同时,火灾后的混凝土结构也存在着硫酸盐侵蚀等其他一些比较常见的耐久性问题。火灾对混凝土结构耐久性诸多影响的作用机理有别于通常状况,在深入研究火灾影响混凝土结构耐久性各种因素的作用机制的基础上,提出利用特殊的氯离子扩散模型来评估火灾后混凝土结构抵抗氯离子侵蚀耐久性能;引入混凝土结构内部温度场分布理论来评估火灾后混凝土结构碳化剩余寿命。     

海水侵蚀环境对混凝土早期耐久性的影响及养护措施

随着海洋经济的发展,大量工程结构建造在海洋环境中,钢筋混凝土耐久性问题非常突出。在海水侵蚀环境下建造工程结构,需重点关注海水中有害离子对结构耐久性的影响。设计了模拟真实海洋环境的干湿循环试验,研究不同海水侵蚀周期下养护期混凝土的氯离子渗透及扩散规律。结果表明,如果混凝土在养护期内经历海水侵蚀作用,则混凝土耐久性使用寿命显著降低,因此,海水侵蚀环境下建造工程结构时需重点关注养护措施。     

矿物掺合料对混凝土氯离子结合能力的影响分析

混凝土的氯离子结合能力对提高建筑的耐久性和寿命具有重要作用,在实际的应用过程中,主要是以结合的形式,防止对钢筋混凝土中的钢筋锈蚀产生危害,对延长钢筋混凝土结构的寿命,降低氯离子的扩散速率具有重要作用。主要是对矿物掺合料对混凝土氯离子结合能力的影响进行分析。     

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。     

氯离子侵蚀环境下混凝土结构的耐久性评估

对氯离子侵蚀环境下混凝土结构的耐久性评估方法进行了研究。尝试运用结合费克扩散定律的泊松分布来描述氯离子侵蚀现象，给出了相应的公式，并且运用该方法对某钢筋混凝土码头进行了耐久性评估。对于耐久性可靠指标较低的混凝土结构，要进行适当的处理，以增强其耐久性，这种方法可以为氯离子侵蚀环境下混凝土结构的耐久性评估和加固处理提供一定的参考和依据。     

基于混凝土表面氯离子浓度时变性的氯离子扩散模型研究

通过自然扩散法研究了钢筋混凝土在硫酸盐、氯盐作用下的耐久性,测定了混凝土表面氯离子浓度,建立水灰比及硫酸根对混凝土表面氯离子浓度影响的关系,并建立基于混凝土表面氯离子浓度时变性的氯离子扩散模型,结果表明:混凝土表面氯离子浓度随着侵蚀龄期的增长逐渐趋于稳定,并且稳定后的表面氯离子浓度随着水灰比的增加而逐渐增加;硫酸盐的存在不改变表面氯离子浓度的扩散规律,但是硫酸根的存在减小了稳定后的表面氯离子浓度。     

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。     

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。     

混凝土中氯离子扩散有限元分析

通过结合混凝土中氯离子的初始浓度和混凝土表面浓度,将满足Fick第二定律的混凝土中氯离子扩散问题转变成初边值问题,建立了其相应的有限元方程。由于氯离子扩散系数是扩散时间、温度和混凝土材料的函数,因此基于该有限元方程利用欧拉后插法和Newton-Raphson迭代法建立了增量形式的有限元方程,并通过分析具有解析解的一维、二维氯离子扩散问题,说明该增量有限元方程的可行性。在考虑扩散时间、温度、混凝土材料、混凝土表面涂层等多因素前提下,利用该增量有限元方程分析海洋环境下处于浪溅区、盐雾区混凝土的耐久性寿命,说明该增量有限元方程在海工结构耐久性设计中的可行性。     

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...