长期暴露沿海混凝土结构碳化与氯离子渗透试验研究

摘要

钢筋混凝土结构常常因为耐久性不足而达不到设计使用寿命，碳化与氯离子渗透是影响混凝土结构耐久性的两大主要因素。目前，大量海岸工程的建设，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。海水中的氯离子侵入混凝土内引发钢筋锈蚀，大大缩短结构工作寿命，并可能在短期内危害结构的使用安全。 本课题依托国家自然科学基金项目“沿海混凝土建筑的破坏机理与修复技术”，主要针对青岛沿海混凝土的耐久性机理进行了相应的试验研究。通过从青岛海边暴露多年的混凝土结构中钻芯取得了大量的试件，试验测定了混凝土的CaCO3含量、碳化深度、氯离子含量及孔隙率，分析了海洋环境中混凝土的碳化及氯离子渗透规律，并进一步研究了海工混凝土的耐久性及寿命预测方法. 试验结果表明：青岛海工混凝土的完全碳化深度接近0mm，所测定的试件的最大部分碳化区长度也不到18mm，碳化对混凝土结构的耐久性影响很小，氯离子渗透引起钢筋锈蚀是影响混凝土结构耐久性的主要原因。氯离子的分布曲线可分为对流区与扩散区；在对流区氯离子主要通过毛细管吸收作用进入混凝土；而在扩散区，氯离子主要通过浓度梯度下的扩散作用进入到混凝土内部。而在混凝土质量很好，表面涂有防水涂料时，其分布曲线只有扩散区，与Fick第二定律吻合较好。海工混凝土经过长达20多年的暴露后，其扩散系数的数量级为10-13m2/s，在所有暴露26年的混凝土试件中，理论表面氯离子浓度最大的为1％(与混凝土质量比)。最后根据本课题的相关分析结果，对青岛地区海工混凝土结构的寿命预测提出了建议，可取浪溅区混凝土表面氯离子浓度为1％，运用Fick第二定律对青岛地区海工混凝土结构的耐久寿命进行预测。

目录

文摘

英文文摘

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第1章绪论

第2章混凝土碳化与氯离子渗透理论研究综述

第3章试验过程

第4章试验结果

第5章结果分析与讨论

第6章青岛地区海工混凝土寿命预测

第七章结论及有待进一步研究的工作

参考文献

致谢