RC橋梁混凝土中氯離子擴散試驗研究及概率分析.pdf

1、混凝土結(jié)構(gòu)耐久性失效是目前結(jié)構(gòu)工程領(lǐng)域共同關(guān)注的熱點問題。我國正處于大規(guī)?；A(chǔ)設(shè)施建設(shè)階段，由于在建設(shè)過程中盲目的追求速度和規(guī)模，從而忽略了混凝土結(jié)構(gòu)的耐久性這一重要因素，導(dǎo)致大量的混凝土結(jié)構(gòu)還未到設(shè)計使用年限，就因耐久性失效而提前退出工作，給國家和社會造成了巨大的經(jīng)濟損失。而在引發(fā)鋼筋混凝土耐久性失效的眾多因素中，氯離子侵蝕導(dǎo)致鋼筋銹蝕為最主要的因素。因此，研究氯離子腐蝕環(huán)境下的RC結(jié)構(gòu)耐久性失效問題具有重要工程意義和理論價值。

2、>　　 本文依托“國家自然科學(xué)基金[51008037]”，對復(fù)雜腐蝕環(huán)境下氯離子侵入混凝土引起鋼筋銹蝕的機理以及氯鹽一維、二維侵蝕環(huán)境下鋼筋初銹時間的確定進行了研究，并依托長沙理工大學(xué)人工氣候箱試驗室進行試驗?zāi)M研究，利用實測數(shù)據(jù)確定、改進模型參數(shù)的取值?；谝延杏嬎隳Ｐ?，進行了開裂風(fēng)險概率分析，具體研究內(nèi)容如下:
　　 (1)在Fick第二定律公式的基礎(chǔ)上綜合考慮了時間、氯離子的結(jié)合作用、溫度、濕度、劣化效應(yīng)、預(yù)應(yīng)力、保護層

3、脫落及氯離子的對流區(qū)等因素的影響，并建立氯離子的一維侵蝕模型，給出了侵蝕模型的數(shù)學(xué)解，并在此模型基礎(chǔ)上進行了二維擴展。
　　 (2)通過腐蝕環(huán)境下不同強度混凝土構(gòu)件氯離子擴散試驗，研究了構(gòu)件在氯鹽環(huán)境下氯離子在混凝土內(nèi)部的擴散規(guī)律。
　　 (3)對試驗實測數(shù)據(jù)進行了分析計算，得出了氯離子擴散系數(shù)隨侵蝕深度變化的計算模型。研究表明擴散系數(shù)隨著擴散深度的增加而呈現(xiàn)遞增趨勢，這說明隨著擴散的進行，深度越大，氯離子濃度梯度越大，

4、進而氯離子擴散速率相對增加。
　　 (4)利用實測數(shù)據(jù)得到擴散系數(shù)隨侵蝕深度變化的計算模型，以保護層厚度及界限裂縫寬度為基本變量，建立了氯鹽二維腐蝕環(huán)境下鋼筋混凝土構(gòu)件耐久性極限狀態(tài)方程，基于概率分析理論，發(fā)展了氯離子侵蝕環(huán)境下鋼筋混凝土構(gòu)件耐久壽命預(yù)測方法。采用Monte-Carlo方法對結(jié)構(gòu)耐久性進行計算，得到了鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)的初銹時間，混凝土銹脹開裂時間，以及銹脹達到允許裂縫寬度的時間，并獲得了使用年限與失效概率的關(guān)系曲線