拉應(yīng)力對(duì)混凝土滲透性及碳化耐久性影響的試驗(yàn)與模擬研究.pdf

1、滲透性是影響混凝土耐久性的一個(gè)非常關(guān)鍵的方面，而混凝土耐久性又是決定混凝土結(jié)構(gòu)良好使用壽命的主要因素。由于混凝土耐久性問(wèn)題目益受到人們的關(guān)注，使得對(duì)于混凝土滲透性的研究又重新引起了研究者的興趣。伴隨現(xiàn)代化建設(shè)步伐的加快，越來(lái)越多的大型基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)項(xiàng)目正方興未艾，如何最大限度地保證或延長(zhǎng)混凝土結(jié)構(gòu)的服役壽命，是建設(shè)節(jié)約型社會(huì)所面臨的一個(gè)重要問(wèn)題。 本文主要從兩個(gè)大的方面對(duì)影響混凝土滲透性及耐久性的因素進(jìn)行了研究，即測(cè)試方法創(chuàng)新和拉

2、應(yīng)力狀態(tài)的影響研究，并結(jié)合工程實(shí)際條件對(duì)這些影響因素進(jìn)行量化，通過(guò)對(duì)亞微觀機(jī)理的闡釋以及計(jì)算模擬，建立了考慮這些影響因素作用時(shí)的混凝土碳化壽命預(yù)測(cè)模型，可為同類(lèi)工程的施工和耐久性設(shè)計(jì)提供切實(shí)有效的意見(jiàn)和建議，在節(jié)省資源的同時(shí)，也取得良好的社會(huì)和經(jīng)濟(jì)效益。 測(cè)試方法對(duì)混凝土滲透性的影響早已為人們所認(rèn)識(shí)，然而，由于研究方法迥異，很多研究往往不能夠很好地體現(xiàn)實(shí)際工程的工作狀態(tài)，如何真實(shí)有效地反映現(xiàn)場(chǎng)混凝土的特點(diǎn)，是目前應(yīng)用研究中一個(gè)重

3、要的課題。筆者結(jié)合工程實(shí)際，對(duì)現(xiàn)場(chǎng)混凝土的保護(hù)層厚度進(jìn)行了全程跟蹤調(diào)查，用瑞士產(chǎn)空氣滲透儀對(duì)現(xiàn)場(chǎng)混凝土表觀施工質(zhì)量進(jìn)行了檢測(cè)和評(píng)定，取得了一些有意義的成果并及時(shí)運(yùn)用于工程實(shí)踐。實(shí)踐表明：現(xiàn)場(chǎng)測(cè)試方法雖然也存在一些統(tǒng)計(jì)誤差，試驗(yàn)數(shù)據(jù)有時(shí)離散性很大，特別是對(duì)于保護(hù)層厚度的統(tǒng)計(jì)，更需要大量工程數(shù)據(jù)的積累才能有一定的規(guī)律性，但作為一種有益的嘗試，可為同類(lèi)工程的設(shè)計(jì)和施工提供較為合理的建議，同時(shí)，要合理評(píng)價(jià)現(xiàn)場(chǎng)條件對(duì)混凝土滲透性的影響，還需得到包

4、括設(shè)計(jì)、施工和科研人員的共同重視才能取得好的效果。 流體介質(zhì)在混凝土或水泥基材料中的傳輸機(jī)理研究已經(jīng)開(kāi)展得非常廣泛而深入，相關(guān)研究主要集中于室內(nèi)試驗(yàn)，很少考慮混凝土結(jié)構(gòu)的實(shí)際服役條件，尤其是對(duì)荷載引起的開(kāi)裂及對(duì)混凝土滲透性的影響研究較少，特別是對(duì)于拉應(yīng)力狀態(tài)下的混凝土滲透性的研究開(kāi)展得很少，相關(guān)量化研究的結(jié)論也需得到工程的進(jìn)一步驗(yàn)證。這主要由于混凝土在荷載作用下的滲透性研究存在一定的困難，且不易操作。 本文主要針對(duì)拉應(yīng)力

5、作用下混凝土滲透性試驗(yàn)方法進(jìn)行了大膽改進(jìn)和創(chuàng)新，取得了一定的試驗(yàn)成果，具有較好的實(shí)際應(yīng)用價(jià)值。筆者通過(guò)運(yùn)用多孔介質(zhì)力學(xué)理論，對(duì)介質(zhì)在混凝土中的傳輸規(guī)律進(jìn)行分析，并結(jié)合某工程現(xiàn)場(chǎng)施工條件的影響，找出其相關(guān)性，試圖從量化的角度進(jìn)行研究分析；通過(guò)相關(guān)計(jì)算軟件進(jìn)行結(jié)構(gòu)受力分析，找出結(jié)構(gòu)最不利受力位置，并對(duì)拉應(yīng)力作用下混凝土滲透性規(guī)律進(jìn)行研究。最后綜合施工變異性和拉應(yīng)力狀態(tài)對(duì)混凝土滲透性的影響因素，通過(guò)對(duì)比現(xiàn)場(chǎng)和室內(nèi)試驗(yàn)數(shù)據(jù)，并結(jié)合計(jì)算機(jī)模擬情況

6、，進(jìn)行了結(jié)構(gòu)混凝土的碳化壽命評(píng)估。 根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)實(shí)測(cè)結(jié)果，本工程中混凝土保護(hù)層負(fù)偏差大于設(shè)計(jì)值一半的比例約為6.36％，保護(hù)層厚度大于設(shè)計(jì)值一半的比例約為12.36％，后者雖然對(duì)結(jié)構(gòu)混凝土的壽命提高有一定的促進(jìn)作用，但保護(hù)層厚度過(guò)大也會(huì)使得混凝土表面產(chǎn)生裂縫；變形縫、施工縫在該工程中所占比例均在10％左右變化，假定其同時(shí)對(duì)結(jié)構(gòu)碳化壽命產(chǎn)生負(fù)面影響，其影響范圍在9％～11％之間；結(jié)構(gòu)部位對(duì)混凝土滲透性的影響(也即應(yīng)力狀態(tài)的影響)則主要