氯离子在预应力混凝土结构中扩散过程的有限元分析

为指导氯离子侵蚀环境下预应力混凝土结构耐久性设计和寿命预测,基于Fick第二定律的混凝土中氯离子扩散方程与热传导方程的相似性,考虑物理或化学吸附、毛细吸收、预应力等多种机制和因素对氯离子在混凝土内传输的影响,对氯离子扩散系数进行了修正,采用ANSYS中热分析模块对氯离子在预应力混凝土结构中的扩散过程进行数值分析.通过与氯盐侵蚀环境混凝土中氯离子浓度试验值进行对比,证明该方法能有效预测氯盐侵蚀环境混凝土中氯离子浓度分布.采用该方法对现役近海预应力混凝土铁路桥梁氯盐侵蚀情况进行模拟,分析得出服役60年左右该预应力混凝土铁路桥梁达到结构耐久性极限状态.     

金塘大桥承台海工混凝土耐久性检测与寿命预测

通过对金塘大桥已建部分承台混凝土进行了保护层厚度、表面氯离子浓度和氯离子扩散系数等耐久性检测,并根据检测结果以Fick第二定律为基础的理论模型对混凝土结构抵抗氯离子侵蚀耐久寿命进行预测.此研究成果可为氯盐侵蚀环境下混凝土结构耐久性设计与评估提供参考.     

高抗氯离子渗透性能混凝土试验研究

氯离子侵蚀是氯盐污染环境下钢筋混凝土结构耐久性降低的一个主要原因，由氯离子侵蚀引起钢筋锈蚀而导致结构耐久性失效甚至破坏的现象已经引起了人们的密切关注，如何提高混凝土结构抵抗氯离子侵蚀的能力是目前研究的一个热点。本文对不同水灰比以及掺加粉煤灰、硅灰的混凝土的渗透性进行了试验研究，为配制高抗氯离子侵蚀性能混凝土提供了试验依据。     

混凝土结构抗氯离子侵蚀试验研究及耐久寿命预测

通过试验对不同水胶比以及掺粉煤灰、硅灰的混凝土进行氯离子扩散系数测试,分析水胶比以及粉煤灰和硅灰等活性集料对混凝土结构抵抗氯离子侵蚀性能的影响。根据试验结果对混凝土结构抵抗氯离子侵蚀耐久寿命进行预测。此研究成果可为氯盐污染环境下混凝土配制及结构耐久性设计与评估提供参考。     

海洋环境下混凝土桥梁结构抗氯离子侵蚀耐久寿命预测

氯离子临界浓度是研究海洋环境下混凝土结构耐久性的一个重要参数。文章通过对烟威路沿线海洋环境中桥梁氯离子浓度、混凝土保护层厚度、锈蚀电位、电阻率等与结构耐久性相关的技术指标的检测,确定了该沿线环境下钢筋混凝土桥涵在大气区、浪溅区和水位变动区混凝土中诱发钢筋腐蚀的氯离子临界浓度,在此基础上,提出了利用钢筋表面氯离子浓度检测值预测结构抗氯离子侵蚀耐久寿命方法。     

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。     

荷载作用下混凝土中氯离子侵蚀性研究现状与发展

处于海洋环境下以及撒除冰盐环境中的钢筋混凝土结构,氯离子侵蚀是其钢筋锈蚀的最主要原因.根据对氯离子侵蚀的认识过程和荷载作用型式分三个层次对混凝土中氯离子侵蚀性研究现状进行了总结:混凝土中氯离子传输机理、静荷载作用下混凝土中氯离子侵蚀性研究和反复荷载作用下混凝土中氯离子侵蚀性研究.提出荷载作用下混凝土中氯离子传输机理研究和侵蚀模型具有重要的理论意义和应用价值,是氯盐环境中承受荷载作用的混凝土桥梁结构耐久性研究的重要发展方向.     

海洋环境中混凝土结构耐久性的设计与维护

氯离子侵蚀是造成海洋环境中混凝土结构耐久性问题的主要原因.从分析氯离子侵入混凝土并诱发钢筋锈蚀的过程和机理出发,指出提高海洋环境中混凝土结构的耐久性需要从增强混凝土结构的抗渗透能力、阻隔混凝土表面与侵蚀介质的接触以及提高钢筋抗锈蚀能力三方面入手,在此基础上归纳总结了提高混凝结构耐久性方法的理论基础和关键技术.此外,还介绍了受氯盐侵蚀的既有混凝土结构的治理方法.     

抗氯离子侵蚀耐久寿命实用预测方法

为研究北方盐冻地区,氯离子侵蚀对混凝土桥梁耐久性寿命的影响,提出了一种基于有限元的氯离子扩散模拟方法。该方法采用ANSYS软件模拟氯离子扩散,可以得到桥梁结构在氯离子侵蚀环境下的耐久性寿命,并以25 m预制小箱梁主梁为例说明了计算方法。结果表明:该方法克服了传统基于正交坐标系求解方法推导复杂且计算繁琐的缺点,可用于箱梁等不规则结构,以及非正交二维氯离子渗透的问题,适合工程实际。     

疲劳荷载作用下混凝土中氯离子渗透性能的研究进展

氯离子渗透是导致钢筋混凝土结构耐久性能退化的重要原因之一。荷载作用会对混凝土的孔隙和裂缝产生影响,改变混凝土抗氯离子侵蚀的能力,加速混凝土结构的耐久性退化。目前对静力荷载作用下氯离子在混凝土中的扩散行为开展了一定研究,但对疲劳荷载下混凝土中氯离子的渗透性能研究较少。该文总结了近年来国内外文献报道中关于疲劳荷载作用下氯离子在混凝土中传输行为的研究成果,包括试验方法、扩散行为、扩散机理、影响因素以及扩散模型等,并对现阶段研究工作存在的不足提出了建议。     

混凝土及原材料中氯离子含量的计算及限值的探讨

氯离子是影响混凝土耐久性的一个重要因素,控制混凝土中每种材料的氯离子含量是提高混凝土耐久性的一个重要措施。围绕现行相关规范对氯离子含量限值的规定,对提高混凝土耐久性提出几点建议。     

海洋环境下混凝土中氯离子传输规律

为了解决海洋环境下混凝土结构过早腐蚀,达不到服役寿命的问题,通过对海洋环境下不同腐蚀区域、不同暴露时间的混凝土结构进行氯离子质量分数检测,研究了海洋环境下混凝土在不同区域、不同侵蚀时间的氯离子传输规律。结果表明:海洋环境下当侵蚀时间一定时,混凝土的氯离子质量分数由高到低依次为水下区、潮汐区、大气区,但潮汐区的混凝土外观损伤比水下区严重;当腐蚀区域相同时,混凝土中的氯离子质量分数随腐蚀时间的增加而增大,并随深度的增加而减小,最后趋于稳定;在腐蚀时间和腐蚀区域都相同的条件下,混凝土的抗氯离子侵蚀能力随水灰比的增大而减小。     

粉煤灰对混凝土碳化及氯离子侵蚀规律的影响

采用氯盐浸泡与碳化交替方式,研究了氯盐侵蚀与碳化条件下粉煤灰掺量对混凝土碳化及氯离子侵蚀规律的影响。结果表明:随粉煤灰掺量的增加,混凝土表层(0～8mm)碳酸钙含量呈降低趋势,而在较深范围内(10～40mm)碳酸钙含量呈增大趋势;粉煤灰掺量的增加扩大了混凝土碳化深度;碳化条件下,随粉煤灰掺量的增加,混凝土表层氯离子含量增大,氯离子含量峰值向内迁移;在碳化影响范围内,随粉煤灰掺量的增加,混凝土结合氯离子含量呈降低趋势,而在未受碳化影响范围内,粉煤灰的掺入提高了混凝土结合氯离子含量。     

冻融损伤对表面防水混凝土渗透性影响研究

对表面防水混凝土和普通混凝土试件进行加速冻融循环试验,在不同循环次数下测定试件的水和氯离子渗透性,旨在研究冻融损伤对表面防水混凝土渗透性影响,为实际工程中表面防水混凝土的结构和耐久性设计提供理论依据。试验结果表明： 表面防水混凝土的水和氯离子渗透量均随着冻融循环次数的增加而增加,但是,对比普通混凝土试件,在相同的冻融循环次数下,表面防水混凝土仍具有较好的抗渗透性能,可以有效降低水和氯离子的侵入量;当冻融循环次数为100次时,水灰比为0.4的普通混凝土试件最大毛细吸水量和氯离子含量分别是表面防水混凝土试件的10.18倍和1.89倍。     

海工混凝土抗氯离子渗透性能试验研究

海工混凝土由于面临长期氯离子侵蚀的危险,对耐久性具有更高的要求.在混凝土中合理双掺粉煤灰和磨细矿粉可以大大改善其耐久性能,延长混凝土结构的服役寿命.本文通过对36组不同胶凝材料掺量、不同粉煤灰和矿粉相对掺量的混凝土进行抗压强度和氯离子渗透性试验,研究了抗压强度、氯离子扩散系数的变化规律,以及两者之间的相关关系.对海工混凝土结构设计时,如何进行合理的混凝土强度等级选择,提供了有价值的参考和建议.     

海洋环境下基于可靠度的混凝土结构耐久性评估

钢筋锈蚀是造成混凝土结构耐久性失效的最主要原因,海洋环境下导致混凝土结构中钢筋锈蚀的主要因素是C l-侵蚀。本文考虑氯离子的渗透随机过程,建立了海洋环境下结构抗力的随机模型;以桥梁服役状态下,钢筋锈蚀导致结构性能劣化为出发点,运用可靠度分析方法,对海洋环境下钢筋混凝土结构不同时期计入耐久性的承载力进行了分析,并用于某跨海大桥墩柱的耐久性评估。     

沿海普通钢筋混凝土桥梁的腐蚀、防护现状与不锈钢筋应用综述

受海水中氯离子侵蚀,沿海混凝土桥梁在水位变动区、浪溅区的构件使用不久即出现严重钢筋锈蚀、混凝土剥落,导致结构耐久性的降低、甚至失效,影响桥梁安全。通过总结国内外受氯离子侵蚀的钢筋混凝土桥梁腐蚀研究,指出了腐蚀的普遍性和严重性,及设计时未考虑这一问题带来的高额维修费用。现有的混凝土耐久性防护方法是通过改变钢筋周围的环境,延长钢筋开始锈蚀时间或减缓钢筋锈蚀速度,但碳钢的本性决定了现有防护措施无法从根本上解决这一难题。相距约200m在沿海建设的不锈钢筋混凝土桥梁与普通钢筋混凝土桥梁,不锈钢筋混凝土桥梁使用近70年未锈蚀,而普通钢筋混凝土桥梁使用20多年即因钢筋锈蚀而拆除,证明不锈钢筋混凝土在海洋环境具有优异的耐久性。20世纪80年代,不锈钢筋研究逐渐增多,90年代开始在高腐蚀环境的结构中得到了应用,收到了很好的效果,且美英等国已经将不锈钢筋列入钢筋混凝土用钢筋范围。     

高原低气压对道路工程混凝土性能的影响及原因

为研究高原低气压对道路工程混凝土性能的影响,在拉萨（气压约60 kPa）和北京（气压约100 kPa）两地采用相同配合比的道路混凝土分别进行性能对比试验,测试了混凝土含气量、坍落度、强度、NEL法氯离子渗透系数和单面盐冻耐久性等性能指标,进一步测定了引气剂溶液的泡沫体积、表面张力和硬化混凝土孔结构。试验结果表明：在低气压下,引气混凝土的含气量和坍落度分别比常压下降低8%~36%和4%~9%;抗压强度和劈裂抗拉强度分别比常压下降低1.6%~14.8%和1.5%~10.8%;氯离子渗透系数比常压下增加29%~135%;可见低气压下其抗冻耐久性降低。在低气压下,引气剂溶液的表面张力比常压下增加3.0%~4.5%,溶液泡沫体积比常压下降低2%~14%,混凝土内的气体压缩系数比常压下减小,这些原因导致了低气压环境下施工的道路混凝土含气量降低,坍落度减小;与此同时,硬化混凝土平均气孔直径增大6%~18%,气泡间距系数增加45%~92%,最终使得低气压下混凝土强度、抗氯离子渗透性和抗冻耐久性降低。     

宁波桥梁耐久性调研

以宁波为例,对市区及沿海桥梁进行耐久性调研。指出海水侵蚀、酸雨侵蚀、车辆超载以及水流、生物和船只撞击是桥梁耐久性降低的主要原因。通过对大榭大桥的分析,明确现行工程均考虑环境因素进行设计和施工,建设标准大幅提高,采用高性能材料——高性能混凝土、有机硅涂料——提高建构筑物耐久性;但在超载作用下,海水侵蚀、酸雨侵蚀仍然是沿海建构筑物耐久性降低的主要原因。建议应从环境、材料、构件、结构四个层次统筹考虑来提高沿海桥梁的耐久性。     

弯曲荷载作用下水位变动区域混凝土中氯离子扩散规律试验

为了明确氯离子在水位变动区域混凝土中的扩散特性,研究了干湿交替条件和弯曲荷载共同作用下氯离子在混凝土中的扩散规律。试验过程中考虑3个试验因素:混凝土强度等级、弯曲荷载水平、应力性质。试验结果表明:随着混凝土强度等级的提高,氯离子扩散性能降低;随着荷载水平的提高,受拉区混凝土抗氯离子侵蚀的能力降低,受压区混凝土抗氯离子侵蚀的能力有所提高;受拉区混凝土抗氯离子侵蚀能力明显低于受压区;无论承受受压荷载还是受拉荷载,随着时间的延长,氯离子在混凝土中的扩散系数均逐渐降低。