RC橋梁混凝土中氯離子擴散試驗研究及概率分析.pdf

1、混凝土結構耐久性失效是目前結構工程領域共同關注的熱點問題。我國正處于大規(guī)?；A設施建設階段，由于在建設過程中盲目的追求速度和規(guī)模，從而忽略了混凝土結構的耐久性這一重要因素，導致大量的混凝土結構還未到設計使用年限，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結構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“國家自然科學基金[51008037]”，對復雜腐蝕環(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人工氣候箱試驗室進行試驗模擬研究，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?，進行了開裂風險概率分析，具體研究內容如下:
　　 (1)在Fick第二定律公式的基礎上綜合考慮了時間、氯離子的結合作用、溫度、濕度、劣化效應、預應力、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)學解，并在此模型基礎上進行了二維擴展。
　　 (2)通過腐蝕環(huán)境下不同強度混凝土構件氯離子擴散試驗，研究了構件在氯鹽環(huán)境下氯離子在混凝土內部的擴散規(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)境下鋼筋混凝土構件耐久壽命預測方法。采用Monte-Carlo方法對結構耐久性進行計算，得到了鋼筋混凝土結構的初銹時間，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系曲線