海工混凝土长期暴露后的氯离子成分分析及寿命预测

论文摘要

目前钢筋混凝土结构的耐久性问题已被国内外土木工程界和学术界高度重视。大量海港、桥梁、隧道以及海岸工程的建设，使沿海地区混凝土结构的数量迅速增长，而混凝土材料性能也面临着严酷海洋环境的挑战。现在很多对海工混凝土氯离子渗透的研究可能与海边现场试验结果会有一定的差距，或者由于混凝土在海边的暴露时间较短，其试验结果也有其局限性。本课题以日照港运煤码头为实际依托工程，在海边现场对暴露15年的混凝土结构取芯，研究了海工混凝土的氯离子渗透情况，本课题的研究工作能弥补实验室研究中混凝土暴露条件与实际环境存在差异、暴露时间短的缺陷，对研究海工混凝土的耐久性有重大的意义。本课题测定了试件不同深度处的氯离子含量，用软件拟合得出混凝土的氯离子扩散系数等相关参数，分析了混凝土氯离子扩散系数的影响因素，通过研究海工混凝土在高湿度环境下的氯离子渗透情况分析了局部环境条件对氯离子渗透的影响，探讨了氯离子渗透对海工混凝土耐久性的影响。另外根据试验结果讨论日照地区海工混凝土使用寿命的预测方法，计算出了日照港运煤码头的剩余寿命，并以次上对该工程予以了结构耐久性的总体评价。

论文目录

• 摘要
• Abstract
• 第1章 绪论
• 1.1 混凝土结构耐久性
• 1.2 海洋环境下混凝土的耐久性劣化机理
• 1.2.1 碳化
• 1.2.2 氯离子渗透
• 1.2.3 盐类侵蚀
• 1.2.4 其他原因
• 1.3 混凝土结构的寿命预测
• 1.3.1 钢筋锈蚀条件
• 1.3.2 引起钢筋锈蚀的氯离子临界值
• 1.3.3 氯离子向混凝土中侵入的研究模型
• 1.3.3.1 基准模型—Fick 扩散定律
• 1.3.3.2 Maage 模型
• 1.3.3.3 对 Maage 模型的修正
• 1.3.4 氯离子扩散的试验研究方法
• 1.4 本论文研究目的及内容
• 第2章 工程概况和试验方法
• 2.1 取样工程概况
• 2.2 芯样的选取
• 2.3 试样的制备与前处理
• 2.4 离子色谱分析
• 2.4.1 试样的处理
• 2.4.2 标准溶液的配置
• 2.4.3 离子色谱仪工作原理
• 2.4.4 离子色谱工作流程及操作前准备工作
• 2.4.5 离子色谱操作过程
• 2.5 X 射线衍射分析
• 2.5.1 工作原理
• 2.5.2 样品制备和分析步骤
• 第3章 工程检测试验结果
• 3.1 氯离子含量分布测量结果
• 3.2 保护层厚度数据
• 3.3 强度检测结果
• 3.3.1 混凝土试块的抗压强度值
• 3.3.2 回弹强度值
• 3.4 X 射线衍射仪测量结果
• 第4章 检测结果评价与工程寿命预测
• 4.1 氯离子在混凝土中的扩散分析
• 4.1.1 氯离子分布曲线分析
• 4.1.2 氯离子分布曲线拟合
• 4.1.3 初始氯离子含量
• 4.1.4 表面氯离子浓度
• 4.1.5 氯离子扩散系数
• 4.2 混凝土强度检测结果的分析
• 4.3 X 射线衍射结果分析
• 4.4 海边长期暴露混凝土的剩余寿命评价
• 4.4.1 暴露环境的主要劣化因素
• 4.4.2 寿命预测
• 4.4.3 工程结构耐久性总体评价
• 第5章 结论
• 5.1 主要结论
• 5.2 有待进一步研究的工作
• 参考文献
• 在学期间发表的学术论文及参与的科研项目
• 致谢