海洋工程混凝土结构耐久性研究及其寿命预测

发布时间：2018-01-04 06:38

  本文关键词：海洋工程混凝土结构耐久性研究及其寿命预测　出处：《青岛理工大学》2015年硕士论文　论文类型：学位论文

  更多相关文章： 海洋工程 混凝土结构 混凝土电阻率 氯离子扩散 使用寿命

【摘要】：海洋工程混凝土结构长期受到海水中的氯离子侵蚀,空气中的二氧化碳等碳化作用,导致混凝土结构面临严峻的挑战。提高海洋工程混凝土的抗氯离子、二氧化碳等侵蚀性能也成为必然途径,对提高混凝土结构使用寿命,降低经济成本具有重要意义。本文结合实际海洋工程(港珠澳大桥)利用RESI四电极混凝土电阻率测试仪、混凝土电通量测试仪以及混凝土快速碳化箱等,以混凝土电阻率、氯离子扩散系数、混凝土碳化深度等为表征,分别研究了材料组成(包括水灰比、矿物种类、矿物掺量等)对混凝土抗氯离子侵蚀等耐久性能的影响,并提出了基于氯离子侵蚀的寿命预测模型。为实际工程应用提供理论指导。1、首先,研究了海洋工程混凝土材料组成对混凝土电阻率的影响。研究结果表明:混凝土在环境2中(RH=65%)比在环境1中(饱水)的电阻率大。混凝土电阻率与其内部孔隙率以及毛细孔连通程度密切相关。孔隙率越小,毛细孔连通程度越低,其电阻率也大。水泥用量、水灰比以及矿物掺合料对电阻率的影响也主要是因为它们对混凝土中孔隙率以及毛细孔连通程度的影响;掺入矿物掺合料能显著增大混凝土电阻率,且这三种矿物掺合料对混凝土电阻率影响大小分别为:硅灰矿渣粉煤灰。2、其次,研究了海洋工程混凝土材料组成对氯离子扩散性能的影响。研究结果表明:养护龄期对混凝土抗氯离子侵蚀性能有重要影响,90天龄期的混凝土电通量比28天龄期的小;水灰比越大,混凝土的电通量也越大,混凝土内部氯离子浓度也越高,应在保证其他性能的前提下,尽可能减少海洋工程混凝土的用水量。掺入粉煤灰能改善新拌混凝土流动性能,减少粗大孔隙,也可提高抗氯离子侵蚀性能,且适合的掺量在35%左右;硅灰能填充更细小孔隙且减少毛细孔隙率,使混凝土更密实,抗氯离子侵蚀性能更好,但硅灰成本较高,合适掺量在3%为宜;双掺粉煤灰硅灰能充分利用两者的优势,使混凝土的抗氯离子侵蚀性能较大提高。3、根据研究数据,提出了混凝土结构耐久性寿命预测。指出了Fick第二定律模型能简单有效的预测混凝土抗氯离子侵蚀耐久性寿命;提出了选择合理的混凝土保护层厚度对延长混凝土结构耐久寿命,降低建造成本具有重要意义。
[Abstract]:The concrete structure of ocean engineering has long been the chloride ion erosion of carbon dioxide in the air such as carbonation, resulting in concrete structure is facing severe challenges. To improve the marine engineering concrete resistance to chloride ion, such as carbon dioxide corrosion has become an inevitable way to improve the service life of concrete structures, is of great significance to reduce economic costs. According to the actual situation Marine Engineering (HZMB) using tester RESI four electrode electrical resistivity of concrete, concrete electric flux tester and concrete box with concrete carbonation, resistance rate, chloride diffusion coefficient, carbonization depth of concrete for the characterization, respectively study the material composition (including water cement ratio, mineral admixture and other minerals.) effect on anti chloride corrosion and durability of concrete, and puts forward the prediction model of chloride ion erosion life. Based on actual engineering The application of.1 theory, first of all, the paper studied the concrete influence on ocean engineering concrete resistivity. The results show that: in the concrete environment 2 (RH=65%) than in the environment 1 (saturated) resistivity. The resistivity of concrete is closely related with its internal porosity and pore connectivity. Smaller porosity, pore the lower the degree of connectivity, the resistivity is also large. The amount of cement, water cement ratio and the influence of mineral admixtures on the resistivity is mainly because of their influence on the concrete porosity and pore connectivity; with the addition of mineral admixture can significantly increase the resistivity of concrete, and the three kinds of mineral admixtures on concrete the size effect of resistivity were: silica fume slag and fly ash.2, secondly, to study the influence of concrete materials of marine engineering composed of diffusion performance of chloride ion. The results show that the curing Have an important influence on concrete resistance to chloride ion erosion, 90 days of age concrete electric flux than the age of 28 days; the greater the water cement ratio of concrete, the electric flux is larger, the internal chloride concentration of concrete is higher, should be under the premise of ensuring the performance of the other, as far as possible with water reduce the ocean engineering concrete. The fly ash can improve the fluidity of fresh concrete, reduce the coarse pores, but also can improve the performance of resistance to chloride ion erosion, and the suitable dosage is about 35%; silica fume can fill more pores and reduce capillary porosity, make concrete denser, better performance of resistance to chloride ion erosion but, wollastonite cost is higher, the proper dosage should be 3%; fly ash silica fume can make full use of their advantages, the concrete resistance to chloride ion erosion greatly improve the performance of.3, according to research data, put forward a prediction of service life of concrete structure durability. The Fick second law model can predict the durability of concrete against chloride ion erosion simply and effectively. It is important to choose reasonable thickness of concrete cover to extend the durability life of concrete structure and reduce the construction cost.

【学位授予单位】：青岛理工大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2015
【分类号】：P75;TV33

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本文编号：1377504