氯盐环境混凝土结构耐久性设计

简要描述了混凝土结构耐久性研究的相关内容;针对氯盐环境,结合杭州湾大桥工程,从环境和材料层次上提出了混凝土结构耐久性的设计方法.     

氯盐环境下大型混凝土桥梁构件耐久性可靠度分析

为保障工程结构耐久性,先需对构件退化过程进行分析与评价。对于氯盐环境中的大型混凝土构件,其几何外形较为复杂,采用二维氯离子扩散分析方法才能得到更为合理的结果;同时采用可靠度法方法进行评价,以充分考虑分析中涉及的不确定性因素。建立氯盐环境下大型混凝土桥梁构件耐久性可靠度分析框架,以Fick第二定律描述氯离子扩散过程,并通过有限元方法进行求解,在此基础上采用响应面方法进行可靠度分析。通过MATLAB编制了相关程序,并进行了实例计算,为大跨度桥梁的退化分析、运营管理、寿命预测等工作提供借鉴。     

锈蚀条件下混凝土桥梁构件中钢筋强度的退化模型

大量的试验研究已表明钢筋锈蚀将会导致混凝土桥梁构件中钢筋物理力学性能的退化。分析了影响钢筋强度退化的重要因素，并通过统计回归方法建立了锈蚀开裂时间的概率模型和锈蚀条件下钢筋强度的历时变化模型，为进一步研究混凝土桥梁结构服役期的抗力退化规律奠定了基础。     

氯盐环境下非承载力因素对受弯构件可靠性的影响

在正常使用条件下，钢筋混凝土受弯构件抗力的衰减，主要是由于钢筋腐蚀造成的，在考虑抗力随时间变化的情况下，结构在设计基准期内的可靠性下降。在氯盐环境下导致钢筋腐蚀的主要原因是氯离子侵蚀，本文通过试验确定了水灰比与氯离子扩散系数之间的统计关系，在此基础上以浪溅区的钢筋混凝土受弯构件为例，分析了混凝土保护层厚度、水灰比、设计基准期等与耐久性有关的非承载力因素对设计基准期内结构可靠性的影响。     

氯盐对水泥混凝土路面腐蚀破坏模型研究

针对氯盐融雪造成的水泥混凝土路面腐蚀破坏的现象,分别从氯盐对混凝土的盐冻损伤及对钢筋的腐蚀破坏2个方面予以研究,揭示了氯盐融雪对水泥混凝土路面破坏机理,依此为据,对传统的氯盐对混凝土路面破坏评价模型从混凝土掺和料的劣化性、氯离子扩散的时间依赖性及氯离子对混凝土的应力影响因素等3方面予以了优化,得出了优化评价模型,即优化的Fick第2定律.在确定相应的临界指标基础上,提出了基于可靠度分析的极限状态评价模型.研究表明,极限状态评价模型能更好地反映氯盐对混凝土的腐蚀破坏随时间和空间变化的动态规律,在临界指标确定后,利用氯盐某时在混凝土某深度下的浓度,可较准确评价氯盐对水泥混凝土路面的腐蚀破坏.     

氯盐一维及二维腐蚀环境下RC结构锈胀开裂风险分析

基于Fick第二定律,在氯盐一维侵蚀模型的基础上,发展了氯盐二维侵蚀模型。考虑参数的随机性,采用Monte-Carlo方法,对比分析了两种侵蚀模型下RC结构锈胀开裂风险。研究表明：在高氯盐侵蚀环境下（如滨海,码头等）环境下,这一影响因素更为显著,因此在混凝土结构耐久性分析中应当考虑氯盐多维侵蚀的影响。界限裂缝宽度对二维及一维扩散环境下的失效概率基本相同;保护层厚度对一维扩散环境下的结构服役性能影响明显高于二维扩散环境;腐蚀电流对氯盐一维及二维扩散环境下的钢筋锈蚀影响基本相同。     

氯盐对水泥混凝土强度与防冰效率的试验研究

以盐溶液外部浸泡模拟混凝土表面防冰,以内部掺加盐分模拟混凝土内部防冰. 通过抗压与弯拉试验分析了2种氯盐施加方式对混凝土强度的影响;又通过室内冻结试验分析了氯盐施加方式对防冰效率的影响.结果表明:内部防冰对混凝土强度的损伤程度要大于外部防冰;两种方式在初始冻结时同上几乎无明显差异,在完全冻结时间上内部防冰的延迟效果显著弱于表面防冰.由此可判断,强度损伤主要来源于内部,防冰效率则来源于表层.因此,防冰涂层与防渗层组合具有应用前景.     

氯盐浸蚀下沥青及沥青混合料性能研究

为研究不同质量分数氯盐浸蚀作用对沥青及沥青混合料性能的影响,采用70号沥青及AC-13型沥青混合料进行氯盐浸蚀作用的性能试验。试验研究表明,氯盐浸蚀作用会加速基质沥青的硬化、脆化及老化;降低沥青混合料的高温、低温及水稳定及整体结构性能;当浓度达到8%时,沥青延度及混合料弯曲应变不能满足规范要求;浓度达到16%时,沥青混合料冻融劈裂强度比不能满足要求。     

氯盐浸蚀下沥青混凝土低温性能试验研究

在0℃条件下,对不同浓度氯盐浸蚀的沥青混凝土进行弯曲试验,试验结果表明氯盐的浸蚀对沥青混凝土的低温抗裂性能有一定的影响,而且整体趋势随着浸泡浓度的增大逐渐降低并趋于缓和.通过对试验数据分析可知,如果单独使用弯拉强度、弯拉应变作为评价沥青混凝土的低温抗裂性能指标,有时会出现评价结论不一致,所以采用弯曲破坏能临界值作为评价...     

硫酸盐与氯盐强腐蚀环境桥梁钻孔灌注桩防腐蚀对策

该文分析了硫酸盐与氯盐强腐蚀环境对钢筋混凝土的腐蚀机理,介绍了某高架桥工程钻孔灌注桩在硫酸盐与氯盐强腐蚀环境的防腐蚀设计思路与技术措施.对钻孔灌注桩采取多级防护措施,首先采取钢护筒＋纤维增强复合材料（FRP）隔离防护,同时还采取提高桩身混凝土耐久性等防腐蚀技术措施.     

锈蚀对钢筋强度影响试验研究

通过从实桥构件和电化学快速锈蚀构件中获得361根锈蚀钢筋样本,基于锈蚀钢筋拉伸试验,分别建立了HPB235和HRB335两种类型钢筋的质量锈蚀率、截面锈蚀率与屈服荷载、极限抗拉荷载、屈服强度及极限抗拉强度间的关系,对比了锈蚀率对不同类型钢筋屈服强度、极限抗拉强度、屈服荷载和极限抗拉荷载的影响;回归了快速锈蚀与自然锈蚀两种环境下钢筋质量锈蚀率与屈服荷载和极限抗拉荷载的关系,分析了两种环境对锈蚀钢筋力学性能影响的差异。研究表明:锈蚀对极限荷载、极限强度的影响分别大于屈服荷载、屈服强度;锈蚀对HRB335钢筋的影响比对HPB235钢筋的大;快速锈蚀条件下钢筋屈服荷载和极限荷载下降速度较自然锈蚀条件的快。     

腐蚀环境下盾构隧道管片钢筋锈蚀规律研究

腐蚀环境下盾构隧道管片钢筋锈蚀严重影响隧道结构的长期安全使用性及耐久性。针对这一现状,采用数值模拟的方式,通过考虑时间效应,探究在不同环境条件下盾构隧道100年服役期内管片钢筋锈蚀规律,得到的结论主要有:随着隧道服役时间的延长,钢筋表面累积的离子浓度不断变大,但不同位置处累积的最大离子浓度不同,越靠近接缝面位置处离子浓度越大;管片外侧水压越大,钢筋同一位置处累积的离子浓度越大,出现锈蚀的时间越短;改变管片外侧表面氯离子浓度同样会影响钢筋位置处离子浓度,其值越大,钢筋同一位置处累积的最大离子浓度越高,出现锈蚀的时间越短;提高腐蚀环境中盾构隧道管片衬砌保护层厚度,是延缓钢筋位置达到锈蚀临界浓度时间以及保障隧道结构安全承载的有效手段。     

在海洋与化冰盐环境中钢筋混凝土构筑物的钢筋防锈技术对策

针对处于海洋与化冰盐环境中的工程因氯盐引起钢筋锈蚀大幅度降低普通钢筋混凝土结构使用寿命的主要问题，综述了有关防锈技术措施、结构寿命与高耐久混凝土技术要求，并介绍了近5年内建成的4座设计使用寿命为100-120年海洋桥梁的混凝土技术标准。     

氯盐干湿循环下TRC加固钢筋混凝土柱轴心受压性能

为进一步探究纤维编织网增强混凝土(TRC)修复加固钢筋混凝土柱在氯盐侵蚀环境下的受压性能,对12根TRC加固钢筋混凝土柱进行轴心受压性能试验研究,分析了不同干湿循环次数(0,60,90和120)、不同持续荷载比(0,0.1,0.2和0.4)、氯盐干湿循环与持续荷载耦合作用以及短切纤维改性高性能混凝土对TRC加固效果的影响。研究结果表明:干湿循环作用后TRC加固柱的极限承载力及变形性能有下降趋势,在干湿循环作用次数达到120次后,TRC加固柱的极限承载力降低6.71%;相比于单一的干湿循环作用,在氯盐干湿循环与持续荷载耦合作用下,TRC加固柱的变形和承载力下降更多;在干湿循环(90次)不变时,持续荷载比的增加会降低TRC的加固效果;干湿循环与持续荷载耦合作用的增加会改变TRC加固柱的破坏形态;使用短切PVA纤维改性高性能混凝土作为TRC基体加固钢筋混凝土柱会使其耐久性能稍有提高;给出了氯盐干湿循环作用下TRC加固RC柱的轴心受压极限承载力简化计算公式,计算值与试验值吻合较好。     

氯盐侵蚀条件下钢纤维混凝土抗压强度的影响因素分析

通过氯盐侵蚀试验,分析了钢纤维混凝土抗压强度的影响因素。结果表明:浸泡时间,干湿循环次数和减水剂品种对钢纤维混凝土抗压强度都有不同程度的影响。氯盐侵蚀条件下,奈系减水剂和聚羧酸减水剂对抗压强度的提高优于脂肪族减水剂。     

盐蚀环境下沥青混合料耐久性劣化研究进展

盐蚀环境对沥青混合料耐久性的劣化作用具有普遍性和直接性。总结国内外关于沥青混合料盐蚀耐久性劣化的研究成果,阐述目前沥青混合料盐蚀劣化研究领域存在的问题,提出该领域待研究的方向及方法。     

基于小波神经网络锈蚀钢筋强度预测研究

为研究氯离子侵蚀和混凝土碳化综合作用下既有钢筋混凝土桥梁中锈蚀引起的钢筋屈服强度的退化,基于拆除两座旧桥主要承重构件中钢筋锈蚀影响因素的无损检测以及锈蚀钢筋拉伸试验,考虑混凝土碳化、氯离子侵蚀、保护层厚度以及混凝土强度等因素综合影响,利用小波神经网络在非线性建模中收敛迅速等优越性,提出了基于小波神经网络来预测既有钢筋混凝土桥梁中钢筋屈服强度方法。研究表明:锈蚀率较小情况下,锈蚀引起钢筋屈服强度的下降并不显著。该预测方法可以考虑不同环境对混凝土桥梁中钢筋锈蚀的综合影响,精度满足要求,具有较好的适用性。     

硫酸侵蚀环境下水泥土多元线性回归强度模型

通过模拟试验探讨了在不同H2SO4侵蚀环境下不同龄期的水泥土表观变化和抗压强度衰减规律,得出了水泥土表面腐蚀程度随着侵蚀时间的增长和H2SO4介质浓度的增大而增加,水泥土抗压强度随H2SO4浓度的增大而减小;分析了H2SO4溶液的pH值和SO4-2浓度随时间的变化关系,得出随着时间的增长侵蚀溶液的pH值增大SO4-2浓度则呈下降趋势.研究认为:受H2SO4侵蚀的水泥土强度改变与环境溶液的pH值、SO4-2浓度和时间密切相关.在该基础上建立了考虑H2SO4侵蚀环境下pH值、SO4-2浓度、时间多因素的多元线性回归的水泥土强度Q-T,pH,S模型,经对比预测值与实测值,证明两者比较接近.     

高速移动环境下的信道模型

对高速移动环境下的信道建模与测量活动进行了分类与总结,指出目前V2V信道建模与测量活动所存在的不足。首先对V2V信道建模的现状进行简单的介绍,给出信道冲击响应的一般表达式,论证信道建模的重要性;然后对目前国内外一些重要的信道建模与测量活动,特别是关于VTD对信道统计特性影响的测量活动进行了分类,将其按建模环境(几何的与非几何的)与环境中物体的分布(随机的与确定的)分为3个主要类型。最后,为了建立完善的信道模型,提出了未来信道建模所面临的挑战,为今后的信道建模与测量活动指引了方向。     

环境温湿度作用下路基强度衰变试验分析

该文以环境场温度和湿度作用下典型路基土为研究对象,结合室内环境模拟条件下路基回弹模量测试试验及现场路基湿度与模量测试试验,研究路基强度的衰变特征.试验结果表明:室内环境模拟试验与现场测试结果相吻合,路基回弹模量受土质类型、路基含水率状态影响显著,建议公路路基设计应考虑含水率变化影响,细粒土填料应在最佳含水率附近压实,并...