基于可靠度的鹽凍環(huán)境下結(jié)構(gòu)混凝土耐久性評(píng)估與提升技術(shù)分析.pdf

1、氯離子侵蝕導(dǎo)致的鋼筋銹蝕是造成海洋環(huán)境下鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)損傷的最重要的原因。我國(guó)北方地區(qū)的橋梁結(jié)構(gòu)冬季還經(jīng)常遭受凍融損傷的影響。本論文重點(diǎn)研究氯鹽侵蝕以及氯鹽和凍融耦合作用下混凝土的損傷劣化以及混凝土結(jié)構(gòu)在這種環(huán)境下的服役壽命的變化，并定量分析各種耐久性提升措施對(duì)鋼筋混凝土服役壽命的影響。
　　 本研究采用C35和C50兩種強(qiáng)度等級(jí)的混凝土，其中C35的含氣量分為2％和3％，C50的含氣量分為2％、3％和5％，研究其28d齡期和8

2、4d齡期時(shí)的凍融劣化規(guī)律以及凍融循環(huán)對(duì)氯離子擴(kuò)散系數(shù)的影響。為了研究宏觀行為產(chǎn)生的原因，本研究采用掃描電子顯微鏡、CT、壓汞測(cè)孔法、硬化混凝土氣泡參數(shù)分析等微觀試驗(yàn)方法對(duì)其微結(jié)構(gòu)的發(fā)展進(jìn)行分析，用微觀結(jié)構(gòu)的變化解釋宏觀行為。
　　 試驗(yàn)結(jié)果表明，含氣量和水膠比是影響抗凍性和氯離子擴(kuò)散系數(shù)的主要因素，在一定范圍內(nèi)，含氣量越高，水膠比越低，強(qiáng)度等級(jí)越高，抗凍性就越好，氯離子擴(kuò)散系數(shù)也越小。氣泡間距系數(shù)越小，氯離子擴(kuò)散系數(shù)越低?；炷?/p>

3、試件在試驗(yàn)前期在淡水中的吸水率較高，后期在鹽水中的吸水率就會(huì)超過(guò)在淡水中的吸水率。
　　 對(duì)微結(jié)構(gòu)進(jìn)行觀察發(fā)現(xiàn)，凍融之后的混凝土與凍融前相比，水化產(chǎn)物的結(jié)構(gòu)狀態(tài)發(fā)生了變化，由凍融前的堆積狀密實(shí)狀態(tài)逐步變成疏松狀態(tài)，且水化產(chǎn)物結(jié)構(gòu)中出現(xiàn)了微裂縫，這些微裂縫數(shù)量和寬度隨著凍融過(guò)程的增加而增多和加寬，這些裂縫為氯離子的傳輸提供了通道，所以氯離子擴(kuò)散系數(shù)隨著凍融循環(huán)次數(shù)的增加而變大。在混凝土中摻入優(yōu)質(zhì)的引氣劑或引氣減水劑，可使混凝土內(nèi)部

4、形成大量微小、穩(wěn)定、分布均勻的封閉氣泡，緩解孔隙水結(jié)冰時(shí)產(chǎn)生的膨脹壓，提高其抗凍性能，降低氯離子擴(kuò)散系數(shù)。
　　 建立基于可靠度的混凝土結(jié)構(gòu)壽命預(yù)測(cè)模型，對(duì)各種影響因素進(jìn)行分析表明，氯離子擴(kuò)散系數(shù)、臨界氯離子濃度和保護(hù)層厚度對(duì)海工混凝土結(jié)構(gòu)的服役壽命影響很大，為了降低鋼筋銹蝕概率，提高服役壽命，有必要提高混凝土的質(zhì)量，使用臨界氯離子濃度較高的耐蝕鋼筋和不銹鋼鋼筋或者摻入適量阻銹劑并配以合適的保護(hù)層厚度。
　　 施工方法以

5、及質(zhì)量的不同會(huì)對(duì)混凝土保護(hù)層產(chǎn)生較大影響，其保護(hù)層厚度的波動(dòng)較大會(huì)對(duì)結(jié)構(gòu)產(chǎn)生不利影響。粗糙的現(xiàn)場(chǎng)施工技術(shù)會(huì)使結(jié)構(gòu)的可靠度指標(biāo)降低0.2以上，腐蝕概率增加5％左右。使用表面硅烷浸漬可以延緩氯離子進(jìn)入混凝土基體的時(shí)間，一般情況都能滿足10年左右的延緩期，在氯鹽侵蝕下可以延長(zhǎng)服役壽命10年以上，但是對(duì)于鹽凍情況下，混凝土結(jié)構(gòu)耐久性能又不高的情況，依靠表面硅烷浸漬技術(shù)不能夠使服役壽命有顯著提高。
　　 雙島港特大橋浪濺區(qū)的鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)