RC橋梁混凝土中氯離子擴(kuò)散試驗(yàn)研究及概率分析.pdf

1、混凝土結(jié)構(gòu)耐久性失效是目前結(jié)構(gòu)工程領(lǐng)域共同關(guān)注的熱點(diǎn)問題。我國(guó)正處于大規(guī)?；A(chǔ)設(shè)施建設(shè)階段，由于在建設(shè)過程中盲目的追求速度和規(guī)模，從而忽略了混凝土結(jié)構(gòu)的耐久性這一重要因素，導(dǎo)致大量的混凝土結(jié)構(gòu)還未到設(shè)計(jì)使用年限，就因耐久性失效而提前退出工作，給國(guó)家和社會(huì)造成了巨大的經(jīng)濟(jì)損失。而在引發(fā)鋼筋混凝土耐久性失效的眾多因素中，氯離子侵蝕導(dǎo)致鋼筋銹蝕為最主要的因素。因此，研究氯離子腐蝕環(huán)境下的RC結(jié)構(gòu)耐久性失效問題具有重要工程意義和理論價(jià)值。

2、>　　 本文依托“國(guó)家自然科學(xué)基金[51008037]”，對(duì)復(fù)雜腐蝕環(huán)境下氯離子侵入混凝土引起鋼筋銹蝕的機(jī)理以及氯鹽一維、二維侵蝕環(huán)境下鋼筋初銹時(shí)間的確定進(jìn)行了研究，并依托長(zhǎng)沙理工大學(xué)人工氣候箱試驗(yàn)室進(jìn)行試驗(yàn)?zāi)M研究，利用實(shí)測(cè)數(shù)據(jù)確定、改進(jìn)模型參數(shù)的取值?；谝延杏?jì)算模型，進(jìn)行了開裂風(fēng)險(xiǎn)概率分析，具體研究?jī)?nèi)容如下:
　　 (1)在Fick第二定律公式的基礎(chǔ)上綜合考慮了時(shí)間、氯離子的結(jié)合作用、溫度、濕度、劣化效應(yīng)、預(yù)應(yīng)力、保護(hù)層

3、脫落及氯離子的對(duì)流區(qū)等因素的影響，并建立氯離子的一維侵蝕模型，給出了侵蝕模型的數(shù)學(xué)解，并在此模型基礎(chǔ)上進(jìn)行了二維擴(kuò)展。
　　 (2)通過腐蝕環(huán)境下不同強(qiáng)度混凝土構(gòu)件氯離子擴(kuò)散試驗(yàn)，研究了構(gòu)件在氯鹽環(huán)境下氯離子在混凝土內(nèi)部的擴(kuò)散規(guī)律。
　　 (3)對(duì)試驗(yàn)實(shí)測(cè)數(shù)據(jù)進(jìn)行了分析計(jì)算，得出了氯離子擴(kuò)散系數(shù)隨侵蝕深度變化的計(jì)算模型。研究表明擴(kuò)散系數(shù)隨著擴(kuò)散深度的增加而呈現(xiàn)遞增趨勢(shì)，這說明隨著擴(kuò)散的進(jìn)行，深度越大，氯離子濃度梯度越大，

4、進(jìn)而氯離子擴(kuò)散速率相對(duì)增加。
　　 (4)利用實(shí)測(cè)數(shù)據(jù)得到擴(kuò)散系數(shù)隨侵蝕深度變化的計(jì)算模型，以保護(hù)層厚度及界限裂縫寬度為基本變量，建立了氯鹽二維腐蝕環(huán)境下鋼筋混凝土構(gòu)件耐久性極限狀態(tài)方程，基于概率分析理論，發(fā)展了氯離子侵蝕環(huán)境下鋼筋混凝土構(gòu)件耐久壽命預(yù)測(cè)方法。采用Monte-Carlo方法對(duì)結(jié)構(gòu)耐久性進(jìn)行計(jì)算，得到了鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)的初銹時(shí)間，混凝土銹脹開裂時(shí)間，以及銹脹達(dá)到允許裂縫寬度的時(shí)間，并獲得了使用年限與失效概率的關(guān)系曲線