拉應(yīng)力對混凝土滲透性及碳化耐久性影響的試驗與模擬研究.pdf

1、滲透性是影響混凝土耐久性的一個非常關(guān)鍵的方面，而混凝土耐久性又是決定混凝土結(jié)構(gòu)良好使用壽命的主要因素。由于混凝土耐久性問題目益受到人們的關(guān)注，使得對于混凝土滲透性的研究又重新引起了研究者的興趣。伴隨現(xiàn)代化建設(shè)步伐的加快，越來越多的大型基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)項目正方興未艾，如何最大限度地保證或延長混凝土結(jié)構(gòu)的服役壽命，是建設(shè)節(jié)約型社會所面臨的一個重要問題。 本文主要從兩個大的方面對影響混凝土滲透性及耐久性的因素進行了研究，即測試方法創(chuàng)新和拉

2、應(yīng)力狀態(tài)的影響研究，并結(jié)合工程實際條件對這些影響因素進行量化，通過對亞微觀機理的闡釋以及計算模擬，建立了考慮這些影響因素作用時的混凝土碳化壽命預(yù)測模型，可為同類工程的施工和耐久性設(shè)計提供切實有效的意見和建議，在節(jié)省資源的同時，也取得良好的社會和經(jīng)濟效益。 測試方法對混凝土滲透性的影響早已為人們所認(rèn)識，然而，由于研究方法迥異，很多研究往往不能夠很好地體現(xiàn)實際工程的工作狀態(tài)，如何真實有效地反映現(xiàn)場混凝土的特點，是目前應(yīng)用研究中一個重

3、要的課題。筆者結(jié)合工程實際，對現(xiàn)場混凝土的保護層厚度進行了全程跟蹤調(diào)查，用瑞士產(chǎn)空氣滲透儀對現(xiàn)場混凝土表觀施工質(zhì)量進行了檢測和評定，取得了一些有意義的成果并及時運用于工程實踐。實踐表明：現(xiàn)場測試方法雖然也存在一些統(tǒng)計誤差，試驗數(shù)據(jù)有時離散性很大，特別是對于保護層厚度的統(tǒng)計，更需要大量工程數(shù)據(jù)的積累才能有一定的規(guī)律性，但作為一種有益的嘗試，可為同類工程的設(shè)計和施工提供較為合理的建議，同時，要合理評價現(xiàn)場條件對混凝土滲透性的影響，還需得到包

4、括設(shè)計、施工和科研人員的共同重視才能取得好的效果。 流體介質(zhì)在混凝土或水泥基材料中的傳輸機理研究已經(jīng)開展得非常廣泛而深入，相關(guān)研究主要集中于室內(nèi)試驗，很少考慮混凝土結(jié)構(gòu)的實際服役條件，尤其是對荷載引起的開裂及對混凝土滲透性的影響研究較少，特別是對于拉應(yīng)力狀態(tài)下的混凝土滲透性的研究開展得很少，相關(guān)量化研究的結(jié)論也需得到工程的進一步驗證。這主要由于混凝土在荷載作用下的滲透性研究存在一定的困難，且不易操作。 本文主要針對拉應(yīng)力

5、作用下混凝土滲透性試驗方法進行了大膽改進和創(chuàng)新，取得了一定的試驗成果，具有較好的實際應(yīng)用價值。筆者通過運用多孔介質(zhì)力學(xué)理論，對介質(zhì)在混凝土中的傳輸規(guī)律進行分析，并結(jié)合某工程現(xiàn)場施工條件的影響，找出其相關(guān)性，試圖從量化的角度進行研究分析；通過相關(guān)計算軟件進行結(jié)構(gòu)受力分析，找出結(jié)構(gòu)最不利受力位置，并對拉應(yīng)力作用下混凝土滲透性規(guī)律進行研究。最后綜合施工變異性和拉應(yīng)力狀態(tài)對混凝土滲透性的影響因素，通過對比現(xiàn)場和室內(nèi)試驗數(shù)據(jù)，并結(jié)合計算機模擬情況

6、，進行了結(jié)構(gòu)混凝土的碳化壽命評估。 根據(jù)現(xiàn)場實測結(jié)果，本工程中混凝土保護層負(fù)偏差大于設(shè)計值一半的比例約為6.36％，保護層厚度大于設(shè)計值一半的比例約為12.36％，后者雖然對結(jié)構(gòu)混凝土的壽命提高有一定的促進作用，但保護層厚度過大也會使得混凝土表面產(chǎn)生裂縫；變形縫、施工縫在該工程中所占比例均在10％左右變化，假定其同時對結(jié)構(gòu)碳化壽命產(chǎn)生負(fù)面影響，其影響范圍在9％～11％之間；結(jié)構(gòu)部位對混凝土滲透性的影響(也即應(yīng)力狀態(tài)的影響)則主要