鋼筋銹蝕的臨界氯離子濃度與混凝土的剩余壽命預(yù)測.pdf

1、混凝土的壽命預(yù)測在近些年是一個研究熱點，多數(shù)學(xué)者都是以 Fick第二定律為基礎(chǔ)，研究氯離子滲透進(jìn)入混凝土后的分布情況，預(yù)測混凝土結(jié)構(gòu)的壽命，然而 Fick第二定律的邊界條件不符合混凝土的實際情況，并且由于混凝土自身組成特點和化學(xué)結(jié)合能力等的影響，通過 Fick第二定律預(yù)測混凝土的壽命不準(zhǔn)確。
　　本文主要通過變電壓的加速氯離子滲透試驗來預(yù)測混凝土的壽命，根據(jù)不同電壓下混凝土中氯離子含量的變化規(guī)律，找到加速電壓與達(dá)到氯離子臨界濃度的

2、時間之間的關(guān)系，最終預(yù)測海水中混凝土自然滲透情況下的壽命。
　　本文中以混凝土中鋼筋銹蝕的臨界氯離子濃度為壽命預(yù)測的邊界條件，認(rèn)為混凝土中氯離子濃度達(dá)到臨界濃度時，混凝土的壽命終止。在混凝土中預(yù)埋鋼筋和參比電極，進(jìn)行20V、12V、6V和3V直流電壓下的鋼筋快速銹蝕試驗，對試驗結(jié)果分析后得到了 C30空白混凝土、復(fù)摻摻合料和引氣劑 C30混凝土、C60空白混凝土、復(fù)摻摻合料和引氣劑 C60混凝土的臨界氯離子濃度。
　　對以上

3、四個不同配合比的混凝土進(jìn)行變電壓的加速氯離子滲透試驗，加速電壓分別為20V、12V、6V和3V，研究發(fā)現(xiàn)3d后混凝土中氯離子含量隨時間呈線性增加，通過建立加速電壓與達(dá)到臨界氯離子濃度的時間之間的關(guān)系，得到了壽命預(yù)測的方程，并預(yù)測混凝土在海水中自然滲透情況下的壽命。
　　預(yù)測已使用14年的青島某處防波堤混凝土的剩余壽命，對現(xiàn)場取樣混凝土進(jìn)行變電壓的氯離子滲透試驗，預(yù)測其剩余壽命為18.72年，按照該混凝土的配合比在試驗室條件下還原出

4、全新的混凝土，預(yù)測其壽命為35.01年，兩個壽命之差為16.29年，與混凝土已經(jīng)使用的年限相差2.29年，因此通過變電壓的快速氯離子滲透試驗可以較準(zhǔn)確的預(yù)測混凝土的剩余壽命。
　　對 C30空白混凝土、復(fù)摻摻合料和引氣劑 C30混凝土、C60空白混凝土、復(fù)摻摻合料和引氣劑 C60混凝土進(jìn)行了100次和150次的鹽凍試驗，研究發(fā)現(xiàn) C30空白混凝土無法抵抗100次鹽凍循環(huán)，鹽凍后完全破壞，對鹽凍后的復(fù)摻摻合料和引氣劑 C30混凝土、

5、C60空白混凝土、復(fù)摻摻合料和引氣劑 C60混凝土進(jìn)行剩余壽命預(yù)測，C30復(fù)摻摻合料和引氣劑混凝土鹽凍100次后壽命為29.62年，鹽凍150次后為24.9年，C60空白混凝土鹽凍100次和150次后壽命為35.51年和32.17年，C60復(fù)摻摻合料和引氣劑的混凝土鹽凍100次和150次后壽命為50.85年和45.66年。引入鹽凍損傷系數(shù)kyd，得到了kyd與鹽凍次數(shù)之間的關(guān)系，建立了鹽凍前后混凝土的壽命預(yù)測方程。
　　對混凝土施

6、加20％和40%極限荷載的壓應(yīng)力，重復(fù)加荷200次后預(yù)測混凝土的剩余壽命。試驗結(jié)果表明 C30空白混凝土加載20%和40%壓應(yīng)力后壽命為21.61年和16.66年。C30復(fù)摻摻合料和引氣劑的混凝土加載20%和40%壓應(yīng)力后壽命為33.3年和32.97年。C60空白混凝土加載20%和40%壓應(yīng)力后壽命為38.24年和34.82年。C60復(fù)摻摻合料和引氣劑的混凝土加載20%和40%壓應(yīng)力后壽命為49.8年和44.84年。引入重復(fù)壓應(yīng)力損傷系