海工混凝土现浇施工方法对耐久性的影响

根据现役码头检测调查和实验室混凝土抗氯离子试验结果,认为海工混凝土现浇施工使混凝土早期就暴露在海洋环境中,在同等条件下,现浇施工的混凝土抗氯离子侵蚀能力比预制安装构件的混凝土低,建议尽量采用预制安装的施工方法.     

基于长期性能观测的海工混凝土结构耐久性研究的新思路

调研工程的环境、水文、耐久性设计和荷载设计资料,通过在工程建设期预埋入耐久性监测传感器,从建设期开始实时监测实体工程耐久性退化历程,获得基于实体工程的耐久性关键参数;建设工程配套暴露试验平台,开展与实体工程相同原材料和配合比的工程暴露试验研究与室内快速试验研究,研究实体工程-暴露试验-室内试验耐久性退化历程的差异,建立三者之间的耐久性退化指标相关性,指导我国海港工程混凝土结构的耐久性设计与施工质量控制。     

海港工程混凝土结构耐久性寿命预测与健康诊断系统的设计与开发

基于我国实际环境的海港工程混凝土结构寿命预测模型,以Visual C#.NET和IMSL C#科学计算函数库为平台,开发出适用于中国本土的海工混凝土寿命预测软件《海工混凝土结构耐久性寿命预测与健康诊断系统V1.0》.软件的数学模型和数据来源于交通部西部交通建设科技项目一海港工程混凝土结构耐久性寿命预测与健康诊断研究的主要成果,在实际生产中,具有广泛的应用前景.系统实现了对新建工程进行耐久性设计,对已建工程进行耐久性剩余使用寿命预测.     

海港工程混凝土结构耐久性寿命预测与健康诊断系统的设计与开发

基于我国实际环境的海港工程混凝土结构寿命预测模型,以Visual C# .NET和IMSL C#科学计算函数库为平台,开发出适用于中国本土的海工混凝土寿命预测软件<海工混凝土结构耐久性寿命预测与健康诊断系统V1.0>.软件的数学模型和数据来源于交通部西部交通建设科技项目-海港工程混凝土结构耐久性寿命预测与健康诊断研究的主要成果,在实际生产中,具有广泛的应用前景.系统实现了对新建工程进行耐久性设计,对已建工程进行耐久性剩余使用寿命预测.     

海工钢筋混凝土构造物维修技术

钢筋混凝土构造物暴露在海洋环境中容易出现钢筋锈蚀引起的耐久性破损,导致结构物整体加速腐蚀破坏,因此及时对破损钢筋混凝土构造物进行维修对延长结构使用寿命具有重要意义.海工钢筋混凝土构造物维修除了考虑修补材料一般性能以外还须考虑施工环境和耐久性问题.随着材料科技和施工技术的发展,人们研发出了适用于海洋环境的各种修补材料和施工工艺,能适用于不同的施工环境和施工要求.系统介绍和分析了目前常用于海工构造物维修中的一些维修新技术.     

基于耐久性寿命预测的海工混凝土结构检测评估

根据交通部《港口水工建筑物检测与评估技术规范》相关规定,对华南某海港码头钢筋混凝土结构耐久性进行检测评估,检测结果与实际情况具有较好的符合性,按照《港口水工建筑物检测与评估技术规范》进行检测评估可以真实反映码头工作状态。     

我国海港工程混凝土耐久性技术发展及现状

概述了我国海港工程腐蚀环境及耐久性破坏特点,对我国海港工程混凝土耐久性技术从20世纪80年代至今的历史、耐久性技术的研究及发展应用进行了回顾,阐述了我国水运行业技术标准和科研成果对提高海港工程混凝土结构耐久性所发挥的作用,最后对我国海工混凝土耐久性技术进行了展望.     

我国海港工程混凝土耐久性技术发展及现状

概述了我国海港工程腐蚀环境及耐久性破坏特点,对我国海港工程混凝土耐久性技术从20世纪80年代至今的历史、耐久性技术的研究及发展应用进行了回顾,阐述了我国水运行业技术标准和科研成果对提高海港工程混凝土结构耐久性所发挥的作用,最后对我国海工混凝土耐久性技术进行了展望.     

既有海工混凝土结构保护层厚度的变异性分析

采用混凝土保护层厚度测试仪对海工混凝土结构进行现场检测;通过对3座既有海港码头结构的现场检测数据的统计分析,发现检测数据具有较大的离散性,但其均值与设计值相近,且保护层厚度测试值服从正态概率分布.     

基于服役寿命的海工结构耐久性评定

根据某海港泊位码头及引桥结构构件的使用要求,将混凝土表面出现可接受最大外观损伤作为待估结构构件的耐久性极限状态,提出采用现场实测数据进行海工结构耐久性服役寿命评估.分析海洋环境下影响结构服役寿命的因素,采用现场检测数据推算各构件的耐久性参数(混凝土表面氯离子浓度、钢筋处氯离子浓度、氯离子扩散系数等).耐久性寿命评估结果与现场调查检测结果一致.保护层厚度、保护层中氯离子浓度及混凝土等级的实测.混凝土表面氯离子浓度、钢筋表面氯离子浓度及钢筋锈蚀临界氯离子浓度等的推算与选取是耐久性寿命评估的关键因素.     

考虑荷载作用下抗力时变特性的沿海钢筋混凝土结构可靠度分析

针对海洋环境下钢筋混凝土结构破坏影响因素复杂的特点,建立了荷载作用下的氯离子侵蚀模型和钢筋锈蚀率模型;将钢筋混凝土构件的抗力和作用荷载均视为随机过程,并离散为设计基准期内服从某种分布的随机变量,通过改进的一次二阶矩法计算结构的可靠度指标,建立了荷载作用下考虑构件抗力时变特性的海洋环境下钢筋混凝土结构可靠度分析方法。通过高桩码头的算例说明了该方法的可行性,研究了荷载作用对结构耐久性和承载力寿命的影响。     

在役港工混凝土强度时变规律

钢筋混凝土构件是港口码头结构中的主要组成部分,研究其构件在服役一段时间后混凝土强度的分布特征以及时变规律具有重要的实际意义。对大量混凝土强度的检测数据进行统计分析,采用W检验法对混凝土强度进行了概率分布类型的拟合检验,验证了采用正态分布的可行性,并给出了采用不同检测方法混凝土强度的参考值;通过统计不同年限混凝土强度的实测值,采用回归分析的方法得到回弹法测得的混凝土强度值与服役年限之间的关系。     

采用耐久性指数对码头混凝土结构耐久性设计的评估

海洋环境中,因钢筋锈蚀导致混凝土结构耐久性下降的现象普遍存在。从码头结构设计、混凝土的材料和施工等方面对广西防城港旅游码头主体混凝土结构的耐久指数(Tp)进行分析计算,并结合结构所处的腐蚀环境的环境指数(Sp)对混凝土结构的腐蚀风险进行评估,结果表明:必须从码头结构设计、混凝土的原材料、混凝土和施工等方面严格控制,才可保证其50 a的耐久性设计使用年限。     

碳纤维加固对海工钢筋混凝土结构锈胀的约束作用研究

针对海工钢筋混凝土结构碳纤维加固,通过对不同粘贴方式加固构件的室内加速腐蚀对比试验,研究碳纤维复合材料加固海工钢筋混凝土结构的内在增强机理,结果表明碳纤维布加固对其锈胀裂缝具有显著的限制和约束作用:一方面,碳纤维布相对于混凝土具有很强的抗变形能力,加固后的复合受力体系能够平衡大部分锈胀力,从而抑制锈胀裂缝的进一步开展;另一方面,外贴碳纤维复合材料能有效阻止海水中氯离子的渗透.因此,碳纤维加固能有效地提高海工钢筋混凝土结构的耐久性能.这也是将碳纤维复合材料应用于海工钢筋混凝土结构加固的又一技术优势所在.     

矿物掺合料对低强度高性能混凝土耐久性能的影响

设计了4组C30强度高性能混凝土配合比,开展了混凝土拌合物性能、强度、抗裂性能、抗冻融性能、氯离子含量、电通量试验,分析了不同掺量矿物掺合料对低强度高性能混凝土力学和耐久性能的影响。矿物掺合料总掺量为40%～50%时,低强度高性能混凝土耐久性能最好。     

Analysis of corrosion risk due to chloride diffusion for concrete structures in marine environment

The chloride-induced steel corrosion is one of the main causes of deterioration for reinforced concrete structures exposed to marine environments. The chloride ingress into reinforced concrete structures is even more complex since it depends on random parameters linked to transport and chemical properties of materials, which results in variability of corrosion initiation. This variation raises the need of statistical approaches to evaluate the risk of corrosion initiation due to chloride ingress. To address this issue, we use sensitivity analysis to identify the influence of input parameters on critical length of time before corrosion initiation predicted by our chloride diffusion model. Exceedance probabilities of corrosion initiation time given that input parameters exceed certain thresholds were also calculated. Results showed that the corrosion initiation time was most sensitive to: chloride effective diffusion coefficient D_e in concrete, that is a parameter controllable by relevant stakeholders; surface chloride concentration C_s, a non-controllable parameter depending on surrounding conditions. Reducing the chloride diffusion coefficient enables us to postpone the maintenance of structures. However, the interaction between controllable parameters and non-controllable surrounding conditions was revealed influential on the reliability of results. For instance, the probability that corrosion initiation time exceeds 15 years given an effective diffusion coefficient (D_e) equal to 0.1 × 10⁻¹² m²⋅s-1 can vary from 19 to 41% according to stochastic variations of chloride concentrations (C_s) values. Postponing the corrosion initiation time was combined with a decreasing probability of its occurrence.     

海工混凝土干湿交替区域的氯离子侵蚀研究进展

处于浪溅区或水位变动区的海工混凝土结构,由于受到干湿交替作用,腐蚀最为严重.主要介绍干湿交替作用下氯离子在混凝土中的传输机理、影响因素以及基于氯离子渗透的混凝土寿命预测模型,为海工混凝土干湿交替区域的耐久性设计提供参考.     

某海港码头结构耐久性调查与分析

对华东地区建于90年代服役11年的某海港码头的构件力学性能、耐久性等进行了现场调查与分析。调查结果表明:构件混凝土的力学性能和保护层厚度基本满足设计要求,但构件混凝土电阻率较低,存在氯盐腐蚀的可能性,构件的表面已出现了锈斑,产生了氯盐腐蚀现象;构件的游离氯离子浓度与总氯离子浓度存在相关性,游离氯离子浓度计算的扩散系数小于总氯离子计算的扩散系数;随着高程的增加,构件的表面氯离子浓度具有降低的趋势;构件混凝土抗氯盐侵蚀性能存在一定的差别。调研结果可为进一步制定有关海港工程混凝土耐久性标准提供参考。     

水工混凝土修复用纤维增强砂浆粘结和耐久性能试验研究

针对水工混凝土长期处于特殊环境的表面损坏特点,分别采用掺量为0.6、1.6、2.6 kgm3的聚丙烯纤维和玄武岩纤维配制了用于修复其外表面的增强砂浆,进行纤维增强砂浆的粘结性能和抗冲磨、抗渗及抗冻性等耐久性能的试验研究。研究结果表明,加入纤维能明显提高砂浆与老砂浆间的粘结强度,与砂浆空白样相比,聚丙烯和玄武岩纤维增强砂浆的28 d新老砂浆粘结强度分别提高了16.60%～28.80%和10.60%～21.40%。加入纤维也极大地改善了砂浆的抗冲磨、抗渗及抗冻性等各项耐久性能,与砂浆空白样相比,最高纤维掺量下的聚丙烯和玄武岩纤维增强砂浆的抗冲磨强度分别提高了77.30%和38.65%。现场拉拔试验结果表明,聚丙烯和玄武岩纤维砂浆具有良好的抗拉拔性能,且未增强成本,因此,可用于水工混凝土修复。     

钢筋混凝土结构锈胀开裂试验及仿真研究

以高桩码头中腐蚀开裂最具代表性的纵梁作为试验对象,采用加速腐蚀设备对试验梁进行加速腐蚀,应用CT扫描检测技术对切割后的腐蚀开裂梁进行断层扫描,得出锈蚀深度及锈蚀率与裂缝宽度之间的关系。在试验的基础上,基于扩展有限元法,分别改变保护层厚度和钢筋直径,对锈蚀深度与裂缝宽度的关系进行参数敏感性分析,从而推导出锈蚀率与裂缝宽度之间的经验公式。结果表明:保护层厚度越大,抗开裂能力越大;不同钢筋直径对应的锈蚀深度与裂缝宽度间均存在线性关系,但直线斜率并无明显变化;当裂缝宽度小于0.4 mm时,基于仿真研究得到的经验公式与试验结果吻合较好。