混凝土結構耐久性環(huán)境區(qū)劃與耐久性設計方法.pdf

1、本文以混凝土結構耐久性設計區(qū)劃為研究對象，是混凝土結構耐久性環(huán)境區(qū)劃標準(Durability Environmental Zonation Standard，DEZS)研究的承接和深化。圍繞混凝土結構耐久性設計區(qū)劃研究方法的建立和具體實施，研究服役環(huán)境對結構的作用效應和結構對環(huán)境作用效應的抵抗能力，基于環(huán)境對結構作用效應的量化結果進行自然服役環(huán)境的作用等級區(qū)劃，并建立相應環(huán)境分區(qū)的耐久性設計方法與設計規(guī)定。具體包括以下幾點：
　

2、　 1.針對混凝土結構耐久性設計的要求，給出混凝土結構耐久性設計區(qū)劃研究的內涵，提出混凝土結構耐久性設計區(qū)劃研究的總體規(guī)定、原則體系和框架體系。討論混凝土結構耐久性設計的多維空間屬性，給出考慮區(qū)域環(huán)境差異、局部環(huán)境差異、結構與材料個性差異和使用年限差異的耐久性環(huán)境作用等級區(qū)劃方法以及基于區(qū)劃的耐久性設計方法體系。
　　 2.分析和確定混凝土結構耐久性劣化的主要機理及不同機理的環(huán)境影響因素和對應的量化指標，有針對性的獲取基礎數(shù)據

3、資料和混凝土結構耐久性觀察與檢測數(shù)據，研究與耐久性有關的統(tǒng)計值及區(qū)域分布值，作為區(qū)劃研究的數(shù)據基礎。
　　 3.確定一般大氣環(huán)境研究的基準環(huán)境與標準試件；結合環(huán)境溫度、濕度和混凝土強度對混凝土碳化深度影響的標準化試驗研究，建立適合于區(qū)劃的碳化深度計算模型及相應耐久性壽命預測的概率方法。以環(huán)境作用系數(shù)為分區(qū)指標，一般大氣環(huán)境基準環(huán)境作用等級區(qū)劃方法，對局部環(huán)境給出了概念性的等級調整方法，建立一般大氣環(huán)境的環(huán)境區(qū)劃體系；基于環(huán)境區(qū)劃

4、結果，建立包含標準試件分區(qū)設計規(guī)定、考慮不同強度等級的材料修正系數(shù)和不同設計年限的時間修正系數(shù)的分區(qū)耐久性設計體系。
　　 4.確定海洋豎向環(huán)境與近海大氣環(huán)境的基準環(huán)境和標準試件；從工程意義上提出混凝土名義表面氯離子濃度的概念，建立其與混凝土表層實測氯離子含量的統(tǒng)計關系；建立海洋豎向環(huán)境中名義表面氯離子濃度和齡期系數(shù)隨高程變化的關系式，以及近海環(huán)境下的混凝土表層氯離子含量隨離海岸距離的關系式；基于采用類似NT Build443試

5、驗方法的試驗研究成果，建立考慮溶液氯離子含量和溫度修正的的混凝土氯離子表觀擴散系數(shù)計算公式，并基于Fick第二定律建立基于可靠度的海洋氯離子環(huán)境下混凝土結構耐久性概率預測方法。以海水浸潤時間比為指標，完成對海洋豎向環(huán)境的環(huán)境區(qū)劃；界定近海大氣環(huán)境的影響范圍為550m，以離海岸距離為指標，完成近海大氣環(huán)境的環(huán)境區(qū)劃；建立包括基準環(huán)境下標準試件的分區(qū)設計規(guī)定、考慮不同水膠比的材料修正系數(shù)、不同設計年限的時間修正系數(shù)和不同環(huán)境條件的溫度修正系

6、數(shù)與氯離子含量修正系數(shù)的分區(qū)耐久性設計體系。
　　 5.確定凍融環(huán)境下的基準環(huán)境和標準試件；以午均負溫天數(shù)為指標建立了現(xiàn)場凍融循環(huán)次數(shù)的統(tǒng)計方法，并進一步給出了計算現(xiàn)場凍融循環(huán)次數(shù)的實用公式；以環(huán)境的平均降溫速率為指標，基于靜水壓理論，針對飽水狀態(tài)下的混凝土得到了不同凍融環(huán)境下混凝土損傷之間的比例關系，給出了等效室內凍融循環(huán)次數(shù)的計算方法，并給出利用室內等效凍融循環(huán)次數(shù)對混凝土抗凍耐久壽命進行預測的方法。以室內等效凍融循環(huán)次數(shù)為

7、分區(qū)指標，建立凍融環(huán)境環(huán)境作用等級區(qū)劃方法和以飽含水時間比例系數(shù)進行區(qū)劃等級調整的方法；給出相應的分區(qū)耐久性設計規(guī)定。等效室內凍融循環(huán)次數(shù)是考慮了冰凍降溫速率、飽水時間比例和冰凍時長等因素的量化指標，可以直接標識各地環(huán)境的嚴酷程度，又與混凝土的抗凍等級直接聯(lián)系，可直接建立環(huán)境分區(qū)與分區(qū)耐久性設計的聯(lián)系，直觀的指導混凝土的抗凍耐久性設計。
　　 6.依托數(shù)據點分布較為密集的浙江省環(huán)境基礎數(shù)據，基于提出的混凝土結構耐久性設計區(qū)劃研究

8、體系，完成浙江省一般大氣環(huán)境、海洋氯離子環(huán)境和凍融環(huán)境的環(huán)境區(qū)劃與分區(qū)設計規(guī)定，開發(fā)混凝土結構耐久性設計區(qū)劃地理信息查詢系統(tǒng)。浙江省耐久性設計區(qū)劃的實施，一方面可以作為一個完整的實施案例，細化指導浙江省混凝土結構耐久性設計，另一方面可以作為數(shù)據分布較為稀疏的全國環(huán)境區(qū)劃結果的校核。
　　 7.基于建立的環(huán)境耐久性環(huán)境區(qū)劃體系和分區(qū)耐久性設計體系，選取不同的典型工程實例進行對應環(huán)境下混凝土結構的耐久性設計，說明所建混凝土結構耐久性