基于国内外长期数据积累的海洋混凝土结构寿命分析研究

发布时间：2020-07-02 22:29

【摘要】：氯离子侵蚀是影响混凝土耐久性的主要因素,预测钢筋混凝土结构寿命,必须依靠大量的暴露站和实际工程的长期数据,才能做出切合实际的理论分析。因此研究沿海混凝土结构长期服役过程中氯离子扩散参数的演变规律至关重要。本文通过现场调研与试验,研究了大连港和秦皇岛暴露站混凝土的耐久性能,并且利用国内外实际工程及暴露站的长期数据,研究了海洋结构中混凝土氯离子扩散系数的长期时变规律,根据暴露地区、暴露环境以及混凝土中矿物掺合料的种类进行分类研究了氯离子扩散系数的影响因素,并运用“ChaDuraLife V1.0氯盐环境下混凝土结构寿命预测模型与计算机软件”研究了氯离子扩散系数的时间依赖性常数m对混凝土结构寿命的影响。主要得出以下结论:(1)在本课题组近20年来积累的732组数据(其中大连港口数据49组,实验室数据60组,秦皇岛暴露站数据35组)基础上,通过搜集国内外21个国家,包括亚洲(主要为日韩地区)、欧洲(主要为德国、法国、英国、荷兰、瑞典等)、澳大利亚、伊朗、美国、加拿大以及国内各暴露站,各地区海工混凝土暴露不同时间的2481组混凝土氯离子表观扩散系数数据(最长达97a),系统地研究了不同暴露地区对表观氯离子扩散系数D_(at)的时变规律的影响。发现表观氯离子扩散系数随暴露时间的延长而呈显著的幂函数衰减关系D_t(28)D_i t~(-m),并且氯离子扩散系数的时间依赖性常数m的取值有一定的差异性,说明如果暴露相同时间,不同的暴露地区受氯离子侵蚀的程度是不同的。(2)通过国内外大量数据研究不同暴露环境对表观氯离子扩散系数D_(at)的时变规律的影响,发现浪溅区和潮汐区的干湿交替环境对混凝土的时变性影响最大,而水下区稳定的侵蚀环境对混凝土的时变性影响较小,同时对各个区域得出了更准确的时间依赖性常数m。(3)研究了混凝土种类对D_(at)时变规律的影响,比较了普通混凝土与掺加矿物掺合料混凝土m取值的差异,发现适当掺加矿物掺合料,可以提高混凝土结构长期服役过程中抗氯离子侵蚀性能,同时将同种混凝土根据暴露环境进行更详细地分类研究,确定了不同情况下更具针对性的m取值规律。(4)运用ChaDuraLife V1.0寿命模型与软件,研究了混凝土结构寿命与D_(at)时变规律之间的关系,比较了不同m取值对混凝土使用寿命的影响。结果表明,混凝土服役寿命随着m值的增加而延长。因此,m合理且正确的取值,关系到混凝土结构寿命分析的准确性,甚至关系到耐久性措施的经济性。(5)比较了本课题组寿命设计模型与欧、美设计模型对海洋混凝土结构寿命设计的分析结果。发现欧洲Duracrete设计模型寿命计算结果与海洋工程的实际情况相悖。美国Life-365设计模型对海洋混凝土结构寿命设计较严格,有可能导致不必要的附加设防措施而增加工程造价。本课题组提出的考虑边界条件与扩散系数双重时变性的ChaDuraLife V1.0寿命分析模型,适合于海洋混凝土结构的寿命设计,既不过于苛刻、又偏于安全。
【学位授予单位】：南京航空航天大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2018
【分类号】：TU37;P75
【图文】：

沉箱预制场滑道

3. 2 钢筋混凝土试件（150mm×150mm×500mm）制露方案然扩散的方式，将配比为尺寸为 100mm×100mm×露方法如图 3.3，在秦皇岛市中交一航局五公司港

【参考文献】

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本文编号：2738762