碳化环境混凝土结构的耐久性定量分析模型

为了准确分析混凝土的碳化深度,研究建立了碳化环境下混凝土结构的耐久性定量分析模型。首先根据水泥水化和混凝土碳化的物理化学反应过程,结合混凝土中二氧化碳、氢氧化钙和水化硅酸钙的物质的量守恒定律,研究建立了混凝土碳化多场耦合数值分析模型的控制方程及其初始条件和边界条件;然后基于混凝土的碳化机理,结合混凝土碳化反应与水泥水化反应的化学物质平衡关系,确定了混凝土中氢氧化钙和水化硅酸钙的初始浓度、氢氧化钙和水化硅酸钙的碳化反应速率系数、二氧化碳扩散系数等模型参数;最后结合64组标准碳化环境下的混凝土碳化试验数据,定量分析了时间步长、空间步长、矿物掺合料二次水化反应程度系数的取值对碳化分析模型的计算精度和计算效率的影响规律。

碳化环境下混凝土结构耐久性模型的更新方法

碳化环境下的混凝土结构耐久性模型,是基于扩散理论、快速试验、自然暴露试验以及工程经验建立的。由于结构固有的不确定性和服役环境的复杂性,理论模型的预测结果与实际结构检测的耐久状况存在较大偏差。该文利用工程耐久性检测获得的碳化深度、检测钢筋锈蚀比例、检测混凝土开裂比例,综合先验知识,基于贝叶斯理论,提出碳化环境下的耐久性模型更新方法。结合结构实际的检测结果,经过更新的耐久性预测模型与待评估结构实际耐久状况更相符。依此模型进行相应剩余耐久寿命的概率预测和耐久性评级,为既有结构耐久性评估提供参考。

碳化环境下混凝土桥梁耐久性设计方法研究

鉴于当前混凝土桥梁耐久性存在的问题,以碳化作用下混凝土桥梁的性能退化规律为基础,采用可靠度分析探讨了混凝土桥梁进行耐久性设计的量化方法,并以实例对桥梁耐久性定量设计的全过程进行了说明。

基于Monte-Carlo的地铁混凝土碳化环境区划研究

为了对我国不同地区地铁混凝土结构所处的碳化环境进行区划,选择已有碳化模型作为地铁混凝土碳化深度预测模型,通过对南京地铁一号线混凝土结构碳化环境和碳化情况的现场测试,以实测数据验证了已有碳化模型的适用性。根据不同地区地铁隧道的环境参数,采用蒙特卡洛法对国内30个城市地铁混凝土碳化寿命进行了分析预测,并以失效概率等于10%为条件,完成了地铁混凝土碳化环境区划。研究结果表明,华北地区地铁混凝土碳化情况较为严重,碳化寿命低于70年,而西南地区碳化现象较轻,碳化寿命大于120年。

碳化环境下碳纤维-混凝土复合材料的耐久性分析

为研究碳化环境下,碳纤维掺量对混凝土耐久性能的影响,通过在混凝土中分别掺入不同掺量的碳纤维(0%、0.5%、1%和2%),分析纤维混凝土的坍落度、含气量和抗压强度在不同的碳化环境下(二氧化碳浓度分别为0%、20%、60%、80%和100%)的变化规律。结果表明:1)当纤维材料在0%~1%之间时,混凝土的三种耐久性能得到提升;而纤维掺量超过1%时,则会导致混凝土的耐久性能下降;2)随着养护环境二氧化碳浓度的增加,混凝土三种耐久性能逐渐下降,且下降速率逐渐增大;3)养护时间增加,混凝土的三种耐久性能也会随之逐渐下降。在本试验中掺入1%碳纤维的混凝土复合材料耐久性能较佳,且具有一定的抗碳化能力。

碳化环境下受力状态混凝土试件的耐久性试验分析

混凝土具有成本低廉、原料简单、施工便利,结构稳定性强等优点,在工程建设领域得到了广泛应用,但混凝土的质量问题也成为社会关注的焦点。文章结合混凝土碳化的原理,通过相应的试验,对受力状态的混凝土试件在碳化环境下的耐久性进行了分析。

海砂、淡化海砂对混凝土力学和耐久性能的影响综述

介绍了海砂的淡化处理技术以及海砂与淡化海砂在物理、化学属性方面的差异性,对比了海砂混凝土与淡化海砂混凝土力学性能、耐久性能的不同,并总结了纤维增强材料(FRP)筋与海砂混凝土之间适配性问题,对海砂混凝土、淡化海砂混凝土在工程中的可行性应用进行了展望。

大气环境下预应力结构的耐久性设计理论

针对现代预应力混凝土结构耐久性失效的特点以及结构耐久性具体要求,详细论述了预应力结构耐久性设计的主要内容;随后就大气碳化环境这一指标,提出了预应力结构构件耐久性极限状态的定义形式,并给出了一种以结构耐久性能和可靠度理论为基础的结构耐久性设计方法,该方法与现行结构承载力设计的可靠度设计方法相似,采用分项系数r(安全系数)来反映结构可靠指标;并在此基础上给出了一定设计使用年限、一定可靠指标下结构耐久性设计时保护层厚度的计算表达式.算例分析表明,该设计方法简单、实用,便于工程设计人员使用.

多场耦合作用下聚丙稀纤维不同掺量对混凝土耐久性影响分析

为研究碳化环境、冻融循环和碳化-冻融耦合作用下的混凝土耐久性性能变化规律,在混凝土中配制了不同质量分数的聚丙烯纤维进行测试分析。试验结果显示:在单一碳化环境下,随着聚丙烯纤维掺量的增加,混凝土的碳化深度呈现先减小而后增加的变化规律,其最佳掺量为2%;在单一冻融环境下,随着聚丙烯纤维掺量的增加,混凝土的抗压强度呈现先增大而后减小的变化规律,其最佳掺量也为2%;在耦合环境作用下,混凝土的抗碳化性能和抗冻融性能相较于单一循环作用都要小。在相同的碳化循环下,冻融循环次数对混凝土的抗碳化性能影响很大;在相同的冻融循环下,碳化循环次数对混凝土的抗冻融性能影响较小。耦合环境作用会对混凝土的耐久性性能影响更大,在配制高性能混凝土中需要着重关注耦合作用对混凝土耐久性能的影响。

锚喷结构中钢锚杆锈蚀量的估计分析

根据采矿工程中锚杆锈蚀问题，提出了地下环境场下钢锚杆开始锈蚀时间的确定方法．同时依据腐蚀电化学原理，建立了预测钢锚杆锈蚀量的数学模型，导出了两类环境锚杆锈蚀开裂前和开裂后的锈蚀量计算公式．这里考虑了环境碳化、相对湿度和水膜对氧化吸收能力的影响．讨论了锚杆锈蚀量与各影响因素的关系，得出了锈蚀量随时间、锚杆直径的增大而增加，且锈蚀时间越长，钢锚杆直径影响越大等重要结论．

大面积、超长耐久性结构外墙的抗裂控制技术

京沪高速铁路上海虹桥站是虹桥交通枢纽中的重要组成部分,其地下一层结构存在面积大、超长的特点,特别是外墙板厚度厚、长度长、高度高,且采用高标准的耐久性抗裂纤维混凝土,通过对混凝土材料配合比研制、墙板施工缝设置、施工工艺控制等各方面进行研究与实施,形成了一套特有的施工工艺技术措施,最终有效地控制了外墙裂缝。