氯离子侵蚀环境下常见施工偏差对混凝土结构耐久性能的影响

为揭示常见施工偏差对混凝土结构耐久性能的影响规律,对国内外预测氯离子侵蚀条件下混凝土结构使用寿命的6种模型进行比较,分析氯离子侵蚀环境下影响耐久性的主要参数。选择典型环境下的混凝土桥梁构件,模拟保护层厚度、水胶比等参数的常见施工偏差,在各模型下分析比较保护层厚度对结构耐久性能的影响。结果表明,保护层厚度、水胶比等参数变化(偏差)对预期耐久寿命有显著影响,影响程度与偏差大小、设计参数取值及计算模型的选用有较大关系。保护层厚度不足(-5 mm)的施工偏差会导致预测氯离子侵蚀耐久寿命缩短约20%~40%;水胶比增大(+0.02)会导致预测寿命缩短约15%~25%。可见,施工质量控制偏差对结构抗氯离子侵蚀耐久性能的影响重大,加强关键参数质量控制极为重要。     

预应力混凝土中氯离子扩散模型分析

基于Fick第二定律,考虑预应力、温度、混凝土氯离子结合能力、氯离子扩散系数的时间依赖性和结构缺陷等多方面因素的影响,建立了预应力混凝土结构中氯离子扩散模型。通过试验数据,对建立的氯离子扩散模型进行了验证。研究结果表明:在盐雾环境下,混凝土氯离子浓度的实测值与本研究氯离子扩散模型预测的氯离子浓度相符合。为氯盐环境下的预应力混凝土结构耐久性研究提供了理论依据。     

电场作用下混凝土中氯离子输运模型及仿真

为了研究处于氯盐、杂散电流耦合侵蚀环境的混凝土结构耐久性,对电场作用下氯离子在混凝土内部的输运规律进行研究.首先,根据Hamilton型变分原理,建立电场作用下混凝土内部氯离子的输运模型;其次,基于细观角度,建立混凝土内部孔隙水饱和度的定量计算公式,并同时考虑时变因素和孔隙水饱和度对氯离子输运的影响,对非饱和状态下氯离子的扩散系数予以修正;最后,通过comsol模拟氯离子在混凝土内部的输运过程,并对电场作用下氯离子的输运速率与仅有浓度梯度作用下氯离子自由扩散速率进行了比较分析.研究结果表明:应用电场作用下混凝土中的氯离子输运模型研究地下混凝土结构的耐久性及结构寿命预测问题是可行的;在10 V电场作用下,混凝土中的氯离子的输运效率相当于自由扩散状态下氯离子输运效率的769倍.     

连云港盐渍土中钢筋混凝土结构寿命预测

通过分析连云港盐渍土中盐分含量分布,指出连云港盐渍土属于氯盐渍土,盐分含量随土层深度的增加线性减小,对钢筋的腐蚀性为中等腐蚀性;综合考虑氯离子在混凝土孔隙溶液中的扩散、电迁移以及毛细吸附过程,建立氯离子运移模型;模型的计算结果与实测结果有较好的拟合度;采用有限元方法分析了连云港盐渍土环境下混凝土内部氯离子含量分布状况,并计算不同混凝土保护层厚度的结构物寿命,建议混凝土保护层厚度应该大于50 mm。     

影响混凝土结构工程耐久性的主要因素分析

混凝土结构的耐久性是指混凝土结构在预定作用和预期的维护与使用条件下,结构及其部件能在预定的期限内维持其所需最低性能要求的能力。影响混凝土耐久性的因素很多,包括水灰比、保护层厚度、密实度等内部因素和温度、湿度、氯离子侵蚀等外部因素。全面分析了各影响因素的作用过程,以在工程实践中予以注意,延长工程的使用寿命。     

钢筋混凝土保护层的重要性及控制措施

钢筋保护层厚度偏差超标是混凝土质量通病的主要表现,直接影响混凝土结构工程的耐久性和安全性,降低了结构可靠性和有效使用年限。交通运输部在2009年将保护层厚度偏差超标列为钢筋混凝土实体质量重点治理内容,要求通过质量通病治理活动形成一批较为成熟的混凝土质量有效控制的工艺、工法,降低保护层厚度偏差,提高保护层厚度的合格率,提高混凝土结构物的耐久性、安全性和可靠性,保证其在设计使用年限内安全、可靠。钢筋的混凝土保护层厚度在工程质量中占有很重要的地位,直接影响着混凝土结构工程的耐久性和安全性,在钢筋混凝土构件施工中应采取有效控制措施,保证保护层厚度的准确性。根据多年的工程实践,提出了在施工中控制好钢筋混凝土保护层厚度的几点措施。     

海港高桩码头混凝土耐久性的分析

根据海港高桩码头结构检测结果,认为氯离子、混凝土质量均匀性和保护层厚度、构件受力产生的裂缝是影响混凝土耐久性的因素.提出提高混凝土的质量、优先采用预制构件、从设计上控制裂缝开展宽度和推行纤维混凝土等有效措施.     

氯盐环境下钢筋混凝土桥梁耐久性评估

针对氯盐环境下钢筋混凝土桥梁耐久性评估问题,基于钢筋混凝土结构耐久性评估模型,采用Visual Basic6.0编写了钢筋混凝土桥梁耐久性评估程序,并对一座处于氯盐环境作用下的钢筋混凝土桥梁的耐久性进行了分析评估。研究表明:与DuraCrete LRFD方法相比,采用铁路规范对桥梁结构进行耐久性评估偏于保守;在影响钢筋混凝土桥梁耐久性的因素中,氯盐环境比碳化环境更为显著;增加混凝土保护层厚度可以显著提高结构耐久性能。     

隧道混凝土衬砌结构的耐久性与保护层厚度研究

针对公路隧道混凝土衬砌结构耐久性损坏问题,在介绍隧道环境条件与衬砌耐久性损伤成因、分类的基础上,提出衬砌保护层厚度确定方法,为延长隧道使用寿命提供有效手段。     

混凝土Ⅰ型裂缝扩展的氯离子渗透特征

为了研究荷载作用下混凝土结构裂缝扩展过程中的氯离子侵蚀问题,更加准确地描述不同扩展阶段裂缝周边的氯离子侵蚀特征,依据混凝土断裂准则,采用ANSYS参数化设计语言APDL进行二次开发,自编程序模拟了混凝土小梁Ⅰ型断裂裂缝开展过程;在断裂分析的基础上通过参数等效,采用结构-热分析方法,基于体应变-损伤变量-氯离子扩散系数一一映射关系,实现了混凝土裂缝扩展过程中各个阶段氯离子侵蚀的数值分析.结果表明：不同裂缝扩展阶段,三点弯曲混凝土小梁裂缝周边氯离子侵蚀结果与试验结果吻合,荷载作用下混凝土裂缝尖端氯离子侵蚀呈现加剧现象,在混凝土结构耐久性寿命分析中起决定性作用;双K断裂准则和基于损伤参数的氯离子扩散模型能够模拟混凝土开裂过程氯离子侵蚀问题.