基于随机性的混凝土碳化寿命预测

基于影响混凝土碳化深度的各类因素,提出了混凝土桥梁的碳化时变随机模型。现以混凝土碳化深度达到钢筋表面这一状态作为结构的耐久性失效的极限状态,建立混凝土桥梁碳化程度时变可靠度分析及剩余寿命预测模型,并现以福建一座服役中混凝土桥梁为例,进行碳化可靠度分析和剩余寿命评估。该方法得到的结论对实际桥梁的耐久性评价和桥梁日常维护决策提供了依据。     

水泥混凝土碳化的预测模型

混凝土碳化深度值是评价钢筋混凝土结构耐久性的一个重要指标。文中论述了混凝土碳化预测模型建立的方法,归纳了近年来各种混凝土碳化深度预测模型,分析了各种模型存在的问题。     

松花江大桥耐久性检测与碳化寿命预测

松花江大桥主桥采用大跨度预应力混凝土连续箱梁结构。对该桥的外观质量、混凝土强度、混凝土碳化深度及混凝土保护层厚度进行耐久性检测,并将检测结果进行分析,分析结果表明:该桥主要构件的混凝土强度实测值均满足原设计要求;桥墩混凝土的碳化深度测试值离散性较大,混凝土密实性存在一定差异;混凝土保护层厚度控制良好,主要构件的保护层厚度基本满足现行规范要求,且具有良好的统计规律。利用概率方法及可靠度理论对松花江大桥进行碳化耐久性分析和使用寿命预测,结合桥梁结构形式得到该桥的碳化寿命为107年。     

陕北地区低湿条件下混凝土碳化深度及影响因素研究

为深入分析导致混凝土碳化的各类因素,降低碳化的破坏作用,通过对陕北地区低湿条件下几座隧道的二次衬砌,桥梁的桥墩、承台、桥台的碳化深度进行测试,分析低湿环境下混凝土强度、龄期、光照、结构物位置与碳化深度的关系,得到适合该地区的碳化深度预测公式xc=0.312 51t和y=0.103t0.713。在降低混凝土碳化的不利影响方面,通过隔绝空气以及调整混凝土配合比,可以保证在密实度得到改善的混凝土中建立一个适度的高碱环境,以减少或避免碳化对混凝土耐久性的破坏。     

桥用高性能混凝土长期耐久性试验研究

滨州黄河大桥主桥是三塔预应力混凝土斜拉桥,桥塔采用C55高性能混凝土。在混凝土中掺加粉煤灰等活性掺和料,配制不同配合比的C55高性能混凝土,并对可能采用的C55高性能混凝土的长期耐久性、混凝土收缩、抗渗、碳化和钢筋锈蚀以及混凝土的抗氯盐侵蚀和抗硫酸盐侵蚀性能进行了试验研究。结果表明,掺加活性掺合料有助于提高混凝土的长期耐久性。     

公路隧道低水胶比衬砌混凝土碳化耐久性预测与分析

在对某隧道衬砌混凝土进行微细观结构参数和自然碳化深度测定的基础上,提出了考虑隧道内部高浓度二氧化碳影响的衬砌混凝土自然碳化速度数值预测方法。采用所提出的基于微细观结构参数的自然碳化模型对所研究的公路隧道衬砌混凝土自然碳化进程进行了预测分析,并将衬砌混凝土服役1年自然碳化深度数值计算结果 0.4 mm和预制现场取样的管片混凝土自然碳化试验结果 1 mm进行对比分析。结果表明,两者还是相对比较符合的,因此可以判定所提出低水胶比混凝土自然碳化速度预测模型可以用于对同类型公路隧道衬砌混凝土自然碳化性能进行预测分析。预测分析结果表明,在考虑服役隧道高浓度二氧化碳影响的条件下,该低水胶比公路隧道衬砌混凝土的自然碳化速度相对较慢,其10年自然碳化深度仅为1.5 mm,15年自然碳化深度进展不明显,而其在服役100年时的自然碳化深度小于15 mm。因此,该自然碳化速度数值预测方法可以为预测评估高浓度二氧化碳条件下隧道低水胶比衬砌混凝土的抗碳化性能提供了技术支持。     

滨海大桥混凝土结构耐久性检测与评估

针对日照沿海1994年建成的付疃河旧桥和小海河旧桥的服役环境条件进行分析,测试了桥梁混凝土结构的强度、保护层厚度、碳化深度和游离氯离子浓度。研究结果表明:桥梁混凝土保护层厚度不足是导致其耐久性损伤的一个重要原因。对于潮差区和浪溅区桥梁混凝土,氯离子渗透导致钢筋锈蚀是其破坏的主要原因。对于大气区桥梁混凝土,碳化是导致混凝土破坏的主要原因。     

九江长江公路大桥超宽箱梁混凝土的耐久性试验研究

九江长江公路大桥是双塔双索面单侧混合梁斜拉桥,边跨预应力超宽箱梁采用C55高性能粉煤灰混凝土进行施工。针对大桥所处环境条件提出了箱梁混凝土的耐久性设计指标,对骨料的碱反应活性及粉煤灰掺量对箱梁混凝土的抗碳化性能、抗硫酸盐侵蚀性能、抗氯离子渗透性能、抗冻性能的影响进行了试验研究。结果表明,工程施工所用砂石骨料不具有碱活性,在箱梁混凝土中掺入25%粉煤灰有助于提高混凝土的耐久性。     

海洋环境中氯离子侵蚀与混凝土碳化诱发钢筋锈蚀失效概率的对比分析

提出了混凝土抗氯离子侵蚀和混凝土碳化概率模型。从混凝土结构部位、混凝土桥梁距海岸线距离、混凝土质量等角度对处于海洋环境中的混凝土桥梁因氯离子侵蚀和混凝土碳化而诱发钢筋腐蚀的概率进行对比分析,结果表明在海洋环境中混凝土桥梁各部位由于氯离子侵蚀而导致的失效概率远大于混凝土碳化导致耐久性失效概率。距海岸线距离、混凝土质量也是重要的影响因素。随着距海岸线距离的增加以及混凝土质量降低,氯离子诱发耐久性失效概率与碳化失效概率比值明显减小,混凝土碳化诱发钢筋锈蚀的权重增加。     

混凝土耐久性影响因素的分析及应对措施

混凝土的钢筋锈蚀、碳化、侵蚀性介质腐蚀、冻融破坏、碱骨料反应是破坏其耐久性的主要因素,通过对混凝土破坏机理的分析,提出了确保和提高混凝土耐久性的措施。     

基于拟合优度检验-贝叶斯理论的生态混凝土碳化深度概率模型研究

针对生态混凝土碳化深度具有随机性的特点,提出基于拟合优度检验和贝叶斯理论相结合的方法进行生态混凝土碳化深度概率模型分析。采用拟合优度检验识别生态混凝土碳化服从的最优概率分布类型,采用贝叶斯理论对最优概率分布类型中的参数进行估计,在此基础上进行碳化可靠度分析。通过3组检测数据来说明基于拟合优度检验和贝叶斯理论相结合的方法在生态混凝土碳化深度概率模型研究和碳化可靠度分析中的应用过程。结果表明:与传统方法相比,基于拟合优度检验和贝叶斯理论相结合的方法进行生态混凝土碳化深度概率模型和碳化可靠度分析更加符合工程实际,便于工程应用。     

强浸封闭法阻止构件混凝土表面碳化反应的方法研究

近年来,钢筋混凝土结构物的耐久性越来越得到工程技术人员的重视,其中,混凝土构件表面碳化是影响混凝土结构耐久性的重要因素。由于混凝土碳化造成的混凝土表面松散、脱落,甚至露筋,严重地影响了混凝土构件的使用寿命和安全性。本研究通过正辛烯与三乙氧基氢硅烷之间在一定温度下,加入铂催化剂后发生硅氢加成反应得到正辛基三乙氧基硅烷,再将正辛基三乙氧基硅烷与水发生乳化反应形成渗透剂膏体,这种渗透剂具有超强的混凝土渗透能力和隔水、隔气能力,渗透剂浸入到混凝土表面孔隙及一定的深度范围,即形成了一层保护膜,从而有效地阻止了空气和水进入混凝土孔隙中,杜绝或延缓了混凝土的碳化反应。本研究中,对渗透剂膏体的使用效果通过室内试验和室内试验,得出了渗透剂膏体能较强地浸入到混凝土表面从而有效阻止水气进入到混凝土内部的结论,对提高混凝土的耐久性具有良好的作用。     

基于碳化数值模型的公路桥梁混凝土结构耐久性设计

混凝土结构耐久性设计是提高耐久性的重要措施,结构性能退化的数值模型是耐久性设计的核心问题,混凝土碳化数值模型的引入使结构耐久性的定量设计成为可能。通过设计实例,对基于碳化寿命的耐久性设计方法在工程实际中的应用进行了说明。     

钢筋混凝土桥梁防腐蚀技术措施研究

对上海地区五座被腐蚀的桥梁混凝土的现场取样测试结果显示,原设计强度为C30混凝土强度和耐久性均严重降低。近年来上海建成了大量桥梁、高架和轨道交通工程,钢筋混凝土防腐技术措施研究无疑将成为一个紧迫的课题。本课题对涂有(纯丙乳液、苯丙乳液、叔碳酸盐和有机硅)涂层的混凝土的氯离子渗透性、气体渗透性以及碳化性能进行了研究,发现除有机硅外,其它几种涂层对混凝土防腐效果显著,其中苯丙乳液效果最佳。     

RC桥梁碳化腐蚀下的开裂风险、耐久性和全寿命成本分析

基于改进的碳化深度预测模型,利用最新的CO<,2>浓度数据,发展了时变可靠度模型计算混凝土结构在碳化腐蚀下的开裂概率.建立概率模型可以考虑CO<,2>浓度、扩散过程、劣化机理、钢筋的位置、保护层深度、腐蚀电流的随机性和不确定性.计算了不同耐久性设计状态下和不同的锈胀开裂宽度准则下在碳化腐蚀作用下的开裂风险.建立了全寿命...     

酸雨侵蚀下机制砂混凝土耐久性能研究

为了研究酸雨侵蚀作用下机制砂混凝土的耐久性能,通过对比实验研究了机制砂混凝土和河砂混凝土在酸雨侵蚀下的碳化进程,比较了2种混凝土在普通环境和酸雨环境下的碳化深度,和机制砂砂浆、河砂砂浆在2种环境中的碳化规律进行了对比。实验结果表明:酸雨侵蚀对混凝土的外观质量造成不利影响;酸雨侵蚀条件下,机制砂混凝土的抗碳化性能随水胶比的降低而逐渐提高,且机制砂混凝土抗碳化性能优于同等级河砂混凝土;在酸雨侵蚀作用下混凝土的碳化深度较大,而砂浆的碳化深度较小。     

公路隧道混凝土衬砌结构耐久性设计的研究

对影响公路隧道混凝土衬砌结构耐久性的外部因素作了较系统的分析，并主要基于对氯化物对混凝土侵蚀和混凝土碳化规律的研究，对公路隧道衬砌结构的设计基准期改为100年后的保护层最小厚度提出了估算模式，并对取值提出了具体建议。     

原位纳米SiO2防护剂对水泥砂浆防护效果的试验研究

为阻止空气中CO2渗入混凝土以提高其耐久性能,在试件表面采取涂刷由正硅酸乙酯(TEOS)、乙醇和水配制成的纳米SiO2防护剂的方法,待充分反应后,测试试件吸水率和碳化深度并对试件横断面进行显微硬度检测。试验结果表明:1)不同配合比的防护剂均可降低砂浆吸水率和碳化深度,当防护剂配比为乙醇∶水∶TEOS=4∶1∶3时防护效果最明显,其中吸水率可降低73%,碳化深度至少降低50%;2)根据显微硬度以及碳化试验结果,试件表层硬度随着防护剂的渗入逐渐提高,其有效作用深度为1 mm-2 mm。结论是原位纳米SiO2防护剂可用于混凝土表层防护,可提高结构的耐久性。     

钢纤维再生混凝土碳化深度影响因素研究

将钢纤维加入再生混凝土中能够有效解决再生混凝土耐久性差、强度低等问题。通过正交试验设计试件的配合比,对不同配合比试件的抗压等性能进行研究。分析影响钢纤维再生混凝土性能的主要因素,并通过10组不同配合比试件的碳化试验分析了影响钢纤维再生混凝土碳化深度的因素。研究表明:试件抗拉强度的主要影响因素为钢纤维体积率;工作性能的主要影响因素为再生骨料取代率、钢纤维体积率;抗压强度的主要影响因素为水胶比、再生骨料取代率;钢纤维体积率小于1.8%时,抗碳化性能随着钢纤维体积率的增加而增强;钢纤维体积率高于1.8%时,随着钢纤维体积率的增加,抗碳化性能略有降低。     

基于可靠度理论预应力混凝土桥梁使用寿命预测研究

针对预应力混凝土桥因耐久性或承载能力无法达到要求而寿命终结,为对其耐久性和安全性进行有效评估,基于抗力衰减和可靠度理论建立预应力混凝土桥使用寿命预测方法。该方法考虑混凝土碳化、钢筋锈蚀、预应力损失和荷载效应等因素,依据设计规范,以临界可靠指标的形式给出预应力混凝土桥碳化寿命、锈胀开裂寿命和承载能力寿命终结的判定标准,得出碳化寿命、锈胀开裂寿命和抗弯承载能力寿命的极限状态方程,对桥梁的使用寿命进行预测。采用该方法对某新建预应力混凝土梁桥的碳化寿命、锈胀开裂寿命和承载能力寿命进行预测。理论研究和应用结果表明,在一般大气环境及正常养护和运营条件下,该桥耐久性和承载能力在设计基准期内满足要求,并根据预测结果给出运营过程中检测周期的建议;该方法可有效评估预应力混凝土桥使用寿命。