氯離子擴(kuò)散對(duì)沿海公路橋梁耐久性影響及剩余壽命預(yù)測(cè).pdf

1、混凝土橋梁的耐久性問(wèn)題一直受到廣泛關(guān)注，其主要耐久性病害為鋼筋銹蝕，而引起鋼筋銹蝕的主要因素之一為氯離子的侵蝕作用。侵蝕導(dǎo)致的鋼筋銹蝕會(huì)嚴(yán)重降低橋梁的剩余使用壽命，造成巨大的經(jīng)濟(jì)損失，甚至人員的傷亡。因此基于氯離子的侵蝕機(jī)理建立氯離子擴(kuò)散修正模型以預(yù)測(cè)橋梁剩余使用壽命是十分必要的。本文考察了氯離子對(duì)距海岸距離為5~40km鋼筋混凝土橋梁耐久性影響，并針對(duì)氯離子擴(kuò)散規(guī)律進(jìn)行研究，建立與之相適應(yīng)的氯離子擴(kuò)散修正模型，為沿海鋼筋混凝土橋梁的耐

2、久性設(shè)計(jì)及評(píng)估提供可靠依據(jù)。
　　本研究主要內(nèi)容包括：⑴對(duì)沈山高速公路沿線25座鋼筋混凝土橋梁結(jié)構(gòu)的病害數(shù)量、分布部位進(jìn)行匯總分析，總結(jié)病害產(chǎn)生的原因，為后續(xù)氯離子擴(kuò)散研究及橋梁耐久性設(shè)計(jì)提供參考。結(jié)果表明：沿海橋梁構(gòu)件的主要病害為鉸縫處有裂縫、蜂窩麻面、露筋、橫向裂縫，病害原因主要是設(shè)計(jì)不當(dāng)、施工缺陷（如離析、振搗不密實(shí)等）、車輛超載和雨水沖刷等。⑵通過(guò)測(cè)量混凝土電阻率、碳化深度、氯離子濃度等耐久性指標(biāo)，結(jié)合相關(guān)規(guī)范對(duì)橋梁進(jìn)行初

3、步的耐久性評(píng)估；針對(duì)不同水膠比構(gòu)件的電阻率和碳化深度，研究水膠比對(duì)耐久性能的影響。結(jié)果表明：電阻率及碳化深度隨著水膠比的增加而增加；濱海/內(nèi)陸鹽漬土亞類地區(qū)的氯離子濃度偏高且隨取樣深度波動(dòng)較大；臺(tái)帽處氯離子濃度最高達(dá)到0.7%，已經(jīng)遠(yuǎn)遠(yuǎn)超過(guò)了日本建筑學(xué)會(huì)、歐洲標(biāo)準(zhǔn)（EN206-1）的限值0.03%。⑶基于氯離子在混凝土中傳輸和侵蝕機(jī)理，對(duì)沿?；炷翗蛄旱湫蜆?gòu)件進(jìn)行鉆芯取樣，依據(jù)實(shí)測(cè)數(shù)據(jù)研究表層氯離子濃度和水膠比的關(guān)系；引入Cs的實(shí)測(cè)值與

4、擬合值的比例系數(shù)ksn，建立Cs和距海岸距離d的數(shù)學(xué)表達(dá)關(guān)系；結(jié)合氯離子表觀擴(kuò)散系數(shù)的時(shí)間效應(yīng)、氯離子結(jié)合作用、齡期系數(shù)與d的關(guān)系、環(huán)境影響系數(shù)等，對(duì)Fick第二定律的解析解進(jìn)行修正。結(jié)果表明：構(gòu)件表層氯離子濃度與水膠比成正比，且與距海岸距離呈指數(shù)關(guān)系，比例系數(shù)服從正態(tài)分布的統(tǒng)計(jì)規(guī)律；齡期系數(shù)與d呈反比例關(guān)系。⑷對(duì)比氯離子濃度實(shí)測(cè)值和由修正模型計(jì)算得到的擬合值，以驗(yàn)證修正模型的適用性；根據(jù)修正模型計(jì)算沿海橋梁的剩余使用壽命。結(jié)果表明：在