混凝土結構中的氯離子侵入與壽命預測.pdf

1、氯離子侵蝕是導致混凝土結構發(fā)生耐久性破壞的最主要原因，對氯離子擴散性能的研究是目前國內外研究的重點問題。本文基于使用環(huán)境，針對長期暴露混凝土結構的氯離子侵入性能，在以下幾個方面做了探索性和創(chuàng)新性研究工作:
　　 (1)對青島市現存鋼筋混凝土結構的耐久性狀況進行了調查，對暴露環(huán)境和混凝土結構耐久性能進行了分析。結果表明，引起鋼筋混凝土結構耐久性失效的原因存在于結構設計、施工及維護的各個環(huán)節(jié)。在結構使用過程中，未進行合理維護所造成的

2、結構耐久性降低是不容忽視的。
　　 (2)通過對典型工程鉆芯取樣和實驗室化學分析，對氯離子環(huán)境下混凝土結構由于材料因素和環(huán)境因素導致的耐久性不足的原因進行了分析和討論。研究表明，實際暴露混凝土中氯離子的分布存在不同形態(tài);表面氯離子濃度差異較大，由氯離子濃度曲線外推得到的理論上的表面氯離子濃度比較穩(wěn)定;局部環(huán)境對氯離子侵入有十分顯著的影響;經過二十多年時間暴露的普通硅酸鹽水泥混凝土的氯離子擴散系數在10-13m2/s數量級;氯離子

3、的擴散性能在混凝土表層和內部存在明顯差異。
　　 (3)海洋環(huán)境下，混凝土碳化十分有限，混凝土的碳化區(qū)以部分碳化區(qū)為主。處在浪濺區(qū)和潮汐區(qū)長期暴露的混凝土結構，混凝土表層發(fā)生碳化的深度不超過12mm，雖然化學分析表明存在鈣的溶出，但混凝土碳化和表層鹽結晶堵塞了混凝土表面區(qū)域的毛細孔，使混凝土表層的孔隙率減小，對氯離子的侵入有阻礙作用。
　　 (4)采用氯離子分布曲線法、自然浸泡法、RCM法、自然擴散室等方法對實際混凝土結

4、構和實驗室混凝土的氯離子擴散性能進行了評價。RCM法得到的擴散系數比較高，擴散室法與自然浸泡試驗的結果比較接近和適中，氯離子分布曲線擬合法得到的擴散系數最低，與RCM法得到的結果相差在十倍以上，且低于對比試驗和海邊暴露試驗的數值。在海洋浪濺區(qū)，長期暴露的普通硅酸鹽水泥混凝土氯離子擴散系數的衰減指數α為0.525，該指數不僅受水化作用控制，而且受環(huán)境因素的影響。
　　 (5)以不同試驗方法獲得的氯離子擴散系數對混凝土結構進行壽命預

5、測，得到的結果有顯著差異;實驗室混凝土和實際暴露混凝土的氯離子擴散系數衰減指數差異明顯;對氯離子擴散系數的衰減進行評價時，不僅應考慮水化因子還應考慮環(huán)境因子;氯離子擴散在空間上可劃分為對流區(qū)和擴散區(qū)進行評價。
　　 (6)探討了氯離子環(huán)境下混凝土結構耐久壽命影響因素的概率分布特征，分析了耐久可靠性的發(fā)展規(guī)律。建立了考慮氯離子擴散系數空間差異性和時間依賴性的基于可靠度的壽命預測模型。通過具體的算例和與其它模型的比較，闡述了這一方法