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。     

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。     

氯离子环境下既有钢筋混凝土桥梁耐久性的概率分析

分析讨论了钢筋脱钝的氯离子临界浓度，基于既有钢筋混凝土桥梁的实测数据，以Fick第二扩散定律导出的氯离子扩散数学模型为基础，对氯离子浓度和氯离子扩散系数进行优化计算确定。另外，将氯离子临界浓度值视为因暴露区域而变的定值，混凝土保护层厚度和计算模式不确定性系数视为随机变量，以同一座桥梁一定区域内的混凝土表面氯离子浓度和氯离子扩散系数为一个确定的值，建立了氯离子环境下钢筋脱钝的时变概率模型。以一座实际的桥梁为例，计算了在t年时钢筋脱钝概率的预测值。该钢筋脱钝时变概率模型可用于近海环境下混凝土桥梁中钢筋脱钝的预测，以及既有钢筋混凝土桥梁结构的耐久性评估，从而可以揭示结构潜在的危险，为及时做出维修加固决策提供重要的依据。     

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。     

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。     

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.     

海洋环境下饱水混凝土氯离子侵蚀数值试验三维随机细观分析

为研究海洋环境下饱水状态混凝土中氯离子侵蚀的规律,基于Fick第二定律,在已有的研究基础上,推导出综合考虑混凝土对氯离子结合效应、氯离子扩散试件依赖性、表面氯离子浓度、离子静电场作用、温度、混凝土内部响度湿度影响的氯离子扩散方程。将混凝土假定为由骨料和砂浆组成的两相复合材料,并利用MATLAB编制相应程序,从而实现了细观层次三维随机混凝土几何模型的生成。基于MATLAB平台研制了mat2scr 2017程序,将MATLAB中图形文件数据读入SCR脚本文件中,实现了MATLAB图形向CAD图形的转换,极大地提高了随机混凝土模型的通用性。研究成果表明：细观层次上的物质传输浓度分布和数值上与宏观层次都有显著区别,氯离子在混凝土中的传输具有显著的随机性,相同骨料含量的混凝土试件同一深度的氯离子含量是随机变量,骨料对氯离子传输具有显著地阻碍作用,骨料改变了氯离子在混凝土中的传输路径,氯离子分布在骨料周围有绕流现象。     

海潮影响区既有混凝土桥梁抗氯离子侵蚀耐久性恢复设计

海潮影响区既有混凝土桥梁耐久性不足现象非常普遍,迫切需要进行维护。结合“沿海海潮影响区混凝土桥梁耐久性评价与防腐技术研究”中取得的研究成果,提出了海潮影响区既有混凝土桥梁抗氯离子侵蚀耐久性恢复设计的原则、基本规定、设计方法,并给出了一个设计实例。     

海洋环境混凝土桥梁耐久性研究

结合海洋环境中混凝土桥梁的耐久性研究的最新发展,首先介绍了混凝土结构破坏机理,其次结合工程实际讨论了耐久性设计中的关键问题,包括耐久性区段划分、保护层厚度、高性能混凝土、施工质量控制、耐久性措施、健康监测等。     

沿海地区受潮汐氯离子侵蚀桥梁加固工法

沿海地区桥墩直接浸泡于海水中,长期受海水及氯离子侵蚀,钢筋混凝土构件出现混凝土剥落、钢筋锈蚀、顺筋开裂等病害,在烟威高速公路金山港大桥加固工程施工中,采用含钡硫铝酸盐水泥混凝土替换受病害混凝土同时加大桥墩截面的方法,为沿海地区受氯离子侵蚀而发生病害需进行加固的桥梁提供了可借鉴的经验。     

大连湾海洋环境混凝土长期使用性能与微观结构

对大连湾沿岸服役20年、30年和80年的混凝土结构物的水位变动区和浪溅区进行钻芯取样,对试样的性能和微观结构进行测试分析。测试结果表明:使用寿命为20年的混凝土其电阻率在20～27kΩ·cm之间,吸水率在1%～5%之间,30年的混凝土电阻率在75～150kΩ·cm之间,吸水率为0.2%～5%;使用寿命为80年时,混凝土电阻率在20～60kΩ·cm之间,吸水率在0.5%～2.5%之间,相比于其他两组混凝土,使用时间为30年的混凝土具有更高的密实程度、良好的抗离子侵蚀性能。本次结果可为大连湾海域的混凝土结构耐久性设计提供支撑。     

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。     

氯离子临界浓度研究现状与进展

文章通过对国内外有关氯离子临界浓度值研究现状的综述,总结分析了以氯离子与氢氧根浓度的比值、自由氯离子占水泥或混凝土重量百分比和总氯离子占水泥或混凝土重量百分比等常用的氯离子临界浓度值的表达形式和以腐蚀电流、电阻率和腐蚀电位确定氯离子临界浓度值的方法和表达形式,汇总了目前国内外有关氯离子临界浓度值的研究成果,提出了进一步研究的方向。     

海洋环境下混凝土桩基耐久性影响因素研究

通过比较环境和材料等因素的影响,研究海洋环境中桩基混凝土的耐久性变化规律,结果表明,各因素对桩基耐久寿命的影响显著性不同,且它们之间具有耦合效应.基于氯离子的扩散方程,文中提出环境和材料耦合效应下的氯离子扩散模型,通过工程实测数据,验证模型的合理性.基于该耦合模型,预测了科特迪瓦阿比让四桥的使用寿命,与设计相符合.     

基于混凝土结构耐久性的海潮影响区环境作用区划研究

通过对桥梁混凝土结构钢筋锈蚀程度分析,提出了海潮影响区的垂直区划和水平区划。以混凝土结构表面氯离子浓度和临界氯离子浓度作为海潮影响区垂直区划的主要划分指标,对不同垂直区划进行了测试和统计分析,提出其在不同垂直区划中的作用值;分析了距海岸线不同距离的海洋大气中的氯离子含量和混凝土结构物表面氯离子浓度,提出了水平区划中重度盐雾区和轻度盐雾区的划分标准。     

坝陵河大桥锚碇混凝土耐久性研究

通过试验对坝陵河大桥锚碇混凝土的渗透性进行了分析。结果表明,氯离子扩散试验得到的混凝土渗透性结果与孔结构试验结果吻合较好。同时根据试验所得的渗透系数对锚碇混凝土的耐久性寿命进行了预测,并分析总结了提高混凝土耐久性的技术措施,为混凝土结构耐久性设计提供了参考。     

矿物掺合料对海工混凝土长寿命化的影响

综合研究了单掺粉煤灰、矿粉及硅灰对混凝土氯离子扩散系数、氯离子结合能力及临界氯离子浓度的影响,探讨了海工混凝土长寿命化机理.研究结果表明,掺人矿物掺合料后,改善了混凝土的抗氯离子渗透性能,增强了氯离子结合能力,临界氯离子浓度虽略有降低,但钢筋发生锈蚀的时间明显延长,提高了混凝土的使用寿命.     

海洋环境桥梁混凝土结构清水防腐涂层性能研究

采用正交试验研究了清水防腐涂层体系对黏结强度和氯化物吸收量降低效果的影响,并采用直观分析方法分析了最大影响因素,表明面层厚度对涂层的黏接强度影响最大,中间色差调整层对氯化物吸收量降低效果影响最大。提高涂层体系面层厚度不仅可提高黏结强度,还可降低氯化物吸收量降低效果,涂层体系的面层厚度与黏结强度呈二次函数关系,合理地提高涂层面层厚度可有效提高涂层黏结强度,但面层厚度超过100μm后进一步提高面层厚度,氯化物吸收量降低效果并不显著。涂层混凝土试件电通量要显著低于无涂层混凝土试件,且试件的电通量随面层厚度增加而减少,涂层厚度由200μm增加至270μm时,混凝土试件的电通量变化并不显著,混凝土电通量与面层厚度可用二次函数关系表示。     

硅烷浸渍对提高混凝土结构寿命的作用

混凝土结构的耐久性决定了混凝土工程的寿命。该文介绍了影响混凝土结构耐久性的因素,揭示了硅烷浸渍对混凝土的防护和硅烷浸渍对混凝土结构的影响。通过硅烷浸渍保护的混凝土可以提高其本身结构密实度,具有突出的憎水性,可防止水分及氯离子的渗透,从而对于防止混凝土的腐蚀与破坏起到关键的作用。同时不影响水蒸气的自由穿透。     

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.