收藏本站
收藏 | 手机打开
二维码
手机客户端打开本文

基于氯离子侵蚀的混凝土耐久性与寿命预测研究

孙丛涛  
【摘要】:氯离子侵蚀造成的钢筋混凝土结构耐久性失效乃至破坏现象屡见不鲜,导致了巨大的经济损失,使氯离子侵蚀环境下结构的耐久性问题备受人们关注。氯离子侵蚀不仅会引发构件中的钢筋锈蚀,还会加剧寒冷地区混凝土表面冻融剥蚀。由此研究混凝土中氯离子扩散性能及混凝土的抗盐冻性能对氯离子侵蚀环境下钢筋混凝土结构的耐久性有非常重要的意义。 本文通过试验研究了海洋水下区、海洋潮汐区、海洋大气区以及冻融条件下粉煤灰混凝土中氯离子扩散性能,建立了粉煤灰混凝土中氯离子扩散模型,基于可靠性理论对氯离子侵蚀环境下的混凝土结构进行了寿命预测,并通过试验研究了粉煤灰混凝土的抗盐冻性能及抗盐冻性定量化设计。主要研究内容如下: 海洋水下区和潮汐区是混凝土结构遭受氯离子侵蚀的重点区域。本文采用全浸泡和干湿交替方式分别模拟海洋水下区和潮汐区,研究了不同水胶比和不同掺量粉煤灰混凝土中自由氯离子和总氯离子扩散性能以及氯离子结合性能,得到了混凝土中自由氯离子含量与总氯离子含量的关系,建立了有效氯离子扩散系数与表观氯离子扩散系数的关系模型,并分别用线性结合机制、Langmuir结合机制和Freundlich结合机制对试验数据进行了回归分析,得到了相应的参数,为全面准确描述混凝土中氯离子扩散性能奠定了基础。 海洋大气环境中的混凝土结构受到氯离子侵蚀和碳化的双重作用。本文采用浸泡与碳化交替方式模拟海洋大气区,研究了碳化作用对混凝土中自由氯离子和总氯离子扩散的影响。结果表明,碳化作用提高了氯离子在混凝土中的扩散速度。 寒冷地区海洋环境和除冰盐环境中的混凝土结构受到冻融和氯离子侵蚀的双重作用,冻融作用会加快氯离子在混凝土中的扩散速度,而氯离子侵蚀又会加剧混凝土表面的冻融剥蚀。本文通过不同冻融损伤混凝土的全浸泡试验,研究了冻融损伤对混凝土中自由氯离子和总氯离子扩散的影响,引入混凝土冻融损伤度,建立了氯离子扩散系数与冻融损伤度的关系模型,为冻融和氯离子侵蚀环境下混凝土中氯离子扩散模型的建立提供了依据。 本文并通过粉煤灰混凝土快速盐冻试验,研究了水胶比、粉煤灰掺量、引气量对混凝土抗盐冻性能的影响,考察了混凝土外观、质量损失率、相对动弹性模量、超声声速、抗压强度随盐冻循环次数的变化规律,建立了混凝土动弹性模量与超声声速及抗压强度的关系模型,并建立了混凝土抗盐冻循环次数的预测模型,为工程建设中有抗盐冻性要求混凝土的配合比设计提供了依据,同时也为寒冷地区海洋环境和除冰盐环境中混凝土结构冻融损伤的评定及耐久性设计奠定了基础。 基于Fick第二定律,考虑了温湿度、氯离子扩散的时间依赖性、氯离子结合性能以及冻融损伤等因素对混凝土中氯离子扩散的影响,针对不同氯离子结合机制分别建立了综合的氯离子扩散模型,并对建立的氯离子扩散模型进行了工程验证,结果较为满意,模型的建立为氯离子侵蚀环境下混凝土结构耐久性寿命的预测提供了理论依据。 在分析了混凝土保护层、临界氯离子浓度、表面氯离子浓度、初始氯离子浓度、氯离子扩散系数、氯离子扩散系数的衰减指数及氯离子结合系数等因素概率特性的基础上,基于可靠性理论对氯离子侵蚀环境下的混凝土结构进行了寿命预测,并对混凝土结构耐久性寿命的敏感性进行了分析,得到了各影响因素对耐久性寿命的影响规律及影响程度,为结构的耐久性设计提供了相应参考。最后对不同氯离子结合机制下混凝土结构耐久性寿命进行了对比,结果表明,Langmuir结合机制可更准确预测结构的耐久性寿命。


知网文化
【相似文献】
中国期刊全文数据库 前20条
1 刘芳;金伟良;张奕;;实际混凝土结构中氯离子结合理论对比分析[J];新型建筑材料;2007年06期
2 张洁;;氯离子对混凝土结构的侵蚀及其防护[J];建材技术与应用;2010年12期
3 勾峰;;混凝土中氯离子扩散性能研究[J];建筑;2010年08期
4 勾峰;;混凝土中氯离子扩散性能研究[J];大众科技;2010年06期
5 王强;谢优林;;氯离子侵蚀下钢筋混凝土结构腐蚀与防护的探讨[J];中国水运(学术版);2006年07期
6 冷冰;;氯离子侵蚀砼的影响因素分析[J];科技创新导报;2008年35期
7 彭辉;刘杰;;沿海地区受潮汐氯离子侵蚀桥梁加固工法[J];公路交通科技(应用技术版);2009年09期
8 卞雷;方永浩;杨犇;;应力环境下混凝土氯离子侵蚀规律的试验研究[J];水运工程;2009年10期
9 徐健;杨洋;陈梦成;王凯;;地铁混凝土耐久性影响因素的研究现状[J];水利与建筑工程学报;2010年05期
10 赵玉荣,门乃姣;独流减河防潮闸三桥外防腐[J];海河水利;1996年06期
11 王军强,陈年和;海水环境下钢筋混凝土结构使用寿命的预测[J];徐州建筑职业技术学院学报;2004年01期
12 马亚丽;张爱林;;基于规定可靠指标的混凝土结构氯离子侵蚀耐久寿命预测[J];土木工程学报;2006年02期
13 高仁辉;秦鸿根;钱培舒;;灌浆料加速腐蚀仪的研制与应用[J];实验技术与管理;2006年06期
14 王锭一;;沿海水利工程混凝土结构腐蚀原因分析与防治对策研究[J];水利科技;2007年01期
15 朱训恒;;钢筋锈蚀与混凝土结构的耐久性[J];中国石油大学胜利学院学报;2007年03期
16 刘军;邢锋;董必钦;;沿海大气中氯离子对混凝土结构作用研究[J];混凝土;2008年01期
17 申绘芳;;混凝土结构中氯离子侵蚀与钢筋锈蚀[J];黑龙江科技信息;2008年24期
18 朱炳喜;周金山;彭志芳;;提高水工中低强度等级混凝土抗碳化能力措施探讨[J];粉煤灰;2009年03期
19 宗翔;;浅谈钢筋混凝土结构的耐久性[J];科技信息;2011年21期
20 寇海燕;罗小勇;张海洋;;氯离子侵蚀钢绞线锈蚀模型[J];四川建筑;2008年02期
中国重要会议论文全文数据库 前10条
1 董士刚;林昌健;胡融刚;杜荣归;;复合型腐蚀传感器在钢筋混凝土结构腐蚀检测中的应用[A];2010年全国腐蚀电化学及测试方法学术会议摘要集[C];2010年
2 李晋豫;杨华舒;陈刚;殷小林;邵洛;;氯离子侵蚀筑坝红土的试验研究[A];现代水利水电工程抗震防灾研究与进展(2011年)[C];2011年
3 白会平;李瑛;王福会;;磁控溅射K52纳米涂层的耐盐水腐蚀行为[A];第六届全国表面工程学术会议暨首届青年表面工程学术论坛论文集[C];2006年
4 张鹏;赵铁军;郭平功;Wittmann Folker H;;冻融和碳化作用对混凝土氯离子侵蚀的影响[A];第五届混凝土结构耐久性科技论坛论文集[C];2006年
5 白会平;李瑛;王福会;;磁控溅射K52纳米涂层的耐盐水腐蚀行为[A];第六届全国表面工程学术会议论文集[C];2006年
6 寇海燕;罗小勇;;氯离子侵蚀钢绞线锈蚀模型[A];“发展绿色技术,建设节约结构”——第十四届全国混凝土及预应力混凝土学术会议论文集[C];2007年
7 罗小勇;黄素辉;;氯离子侵蚀作用下预应力混凝土结构中钢绞线表面氯离子浓度的模型研究[A];“发展绿色技术,建设节约结构”——第十四届全国混凝土及预应力混凝土学术会议论文集[C];2007年
8 许树壮;李国平;陈艾荣;;跨海混凝土桥梁的耐久性分析与设计[A];第十八届全国桥梁学术会议论文集(上册)[C];2008年
9 罗小勇;黄素辉;;应力状态下混凝土结构抗氯离子侵蚀的耐久性试验研究[A];“发展绿色技术,建设节约结构”——第十四届全国混凝土及预应力混凝土学术会议论文集[C];2007年
10 郑辉;张俊芝;周建民;王建泽;黄海珍;;钱塘江河口环境下既有混凝土闸门的氯离子侵蚀随机性[A];第17届全国结构工程学术会议论文集(第Ⅱ册)[C];2008年
中国博士学位论文全文数据库 前10条
1 孙丛涛;基于氯离子侵蚀的混凝土耐久性与寿命预测研究[D];西安建筑科技大学;2011年
2 资伟;高温作用后混凝土结构力学性能及耐久性能研究[D];中南大学;2012年
3 马亚丽;基于可靠性分析的钢筋混凝土结构耐久寿命预测[D];北京工业大学;2006年
4 曹卫群;干湿交替环境下混凝土的氯离子侵蚀与耐久性防护[D];西安建筑科技大学;2013年
5 王晓舟;混凝土结构耐久性能的概率预测与模糊综合评估[D];浙江大学;2009年
6 孙富学;海底隧道衬砌结构寿命预测理论与试验研究[D];同济大学;2007年
7 薛文;基于全寿命理论的海工混凝土耐久性优化设计[D];浙江大学;2011年
8 王显利;氯离子侵蚀的钢筋混凝土结构锈蚀损伤[D];大连理工大学;2008年
9 刘燕;缺陷混凝土抗氯离子渗透性能及对结构可靠度影响研究[D];中国矿业大学(北京);2011年
10 马军海;基于全寿命的桥梁设计过程及其在混凝土连续梁桥中的应用[D];同济大学;2008年
中国硕士学位论文全文数据库 前10条
1 王岩;混凝土受氯离子侵蚀劣化的ANFIS分析[D];郑州大学;2010年
2 彭智;干湿循环与荷载耦合作用下氯离子侵蚀混凝土模型研究[D];浙江大学;2010年
3 黄泓嘉;海洋环境中氯离子侵蚀作用下混凝土结构耐久性试验研究[D];长沙理工大学;2013年
4 王泽涛;冲刷与氯离子侵蚀耦合作用下的混凝土性能研究[D];哈尔滨工业大学;2011年
5 何立坤;氯离子侵蚀作用下钢筋混凝土桥梁耐久性退化全过程数值模拟[D];天津大学;2012年
6 刘晓南;服役荷载对滨海混凝土桥梁碳化与氯离子侵蚀影响规律研究[D];青岛理工大学;2010年
7 段付珍;干湿循环机制下混凝土氯离子侵蚀试验研究[D];西安建筑科技大学;2011年
8 黄俊;潮差区水泥基材料氯离子侵蚀模拟试验的相似性研究[D];浙江工业大学;2013年
9 张志远;冻融循环和氯离子侵蚀复合作用下混凝土耐久性分析[D];哈尔滨工程大学;2011年
10 王敏;蒸养预应力混凝土碳化及氯离子侵蚀试验研究及理论分析[D];中南大学;2012年
中国重要报纸全文数据库 前4条
1 程超 郭昱 梅乐峰;深圳万科中心《滨海地区高性能清水混凝土研究与应用》成果达国际先进水平[N];中国建材报;2009年
2 撰稿人 李洪光;首钢国际工程公司完成对首钢京唐钢铁项目混凝土结构耐久性设计技术课题研究[N];世界金属导报;2010年
3 林宗寿;防止混凝土钢筋锈蚀应注意的几个问题[N];中国建材报;2011年
4 尹祥国;黄河下游水闸老化病险量化评估系统[N];中国水利报;2009年
中国知网广告投放
 快捷付款方式  订购知网充值卡  订购热线  帮助中心
  • 400-819-9993
  • 010-62982499
  • 010-62783978