氯离子侵蚀

摘要： 采用Monte Carlo方法建立了超高性能混凝土(UHPC)细观随机骨料模型,在此基础上,考虑材料组分和骨料等随机分布对氯离子扩散效应的影响,提出了基于细观尺度的UHPC氯离子侵蚀预测CA模型。利用CA模型对四种不同配比的UHPC的氯离子侵蚀过程进行了模拟,并将模型模拟结果与Fick第二定律解析解和试验值进行了比较。研究结果表明:本工作所提出的CA模型能够反映骨料、纤维、界面过渡区的随机分布对氯离子扩散效应的影响;CA模型能准确描述截面平均氯离子浓度随深度的变化以及不同深度处氯离子浓度的详细概率分布;氯离子在UHPC截面内的分布大致可分为快速下降、平稳下降和稳定三个阶段;提出的模型和方法对氯盐等腐蚀性环境下UHPC结构的耐久性设计具有一定的借鉴意义。

摘要： 针对沿海地区由氯离子引起的钢筋锈蚀而影响氯盐环境下电厂混凝土耐久性问题,分析了水胶比、保护层厚度、矿物掺料、表面涂层和阻锈剂对提高混凝土耐久性使用寿命的影响,并进行定量分析。结合实际工程得出结论:对于设计使用寿命为50年的混凝土结构,保护层厚度不宜低于55 mm,水胶比不宜超过0.4;在混凝土中掺入粉煤灰和矿渣等矿物掺料或使用涂层和阻锈剂,可以提高混凝土结构的使用寿命。

摘要： 为揭示跨海盾构隧道侵蚀发育规律并评价管片服役性能,以厦门地铁6号线下穿马銮湾海底隧道工程为背景,利用多物理场耦合有限元软件Geo-studio开展了水土荷载作用下海水非饱和渗流与氯离子运移数值模拟,对管片服役期的劣化行为过程进行探析。在此基础上,还确定了管片内外排钢筋的无锈工作时间。结果表明:(1)海水入渗和氯离子侵蚀发展均从衬砌环外缘各个方向呈圆环状同时入渗,渗入深度和速率受所处部位的水压力影响较大;(2)同一时间,管片不同位置处的海水渗入深度和氯离子侵蚀深度总体表现为拱底>拱脚>拱肩>拱腰>拱顶,隧道埋深越大的部位海水入渗深度越深;(3)隧道拱底部位外排钢筋最先锈蚀,其无锈工作时间为34.6年,相应海水渗入深度最深约为105 mm。

摘要： 分析了钢筋混凝土桥梁结构中氯离子的主要来源及侵入机理,结合Fick扩散定理和实际桥梁结构中的钢筋混凝土单元以及氯离子扩散的边界条件,求解得到了氯离子在桥梁结构中的扩散模型。结合实际桥梁结构的氯盐侵蚀破坏特征,介绍了氯盐腐蚀环境下钢筋混凝土桥梁的三阶段破坏过程。基于氯离子扩散模型和可靠度理论描述了混凝土桥梁结构耐久性极限状态的确定,结合规范规定的混凝土结构耐久性评定方法,介绍了氯离子扩散模型在桥梁结构耐久性评定中的可行性。结合桥梁结构氯离子来源及扩散过程,列举了实际工程中常用的桥梁氯盐侵蚀耐久性提升措施。

摘要： 该文基于随机场理论及模拟方法,考虑耐久性参数批次效应,选取位于香港的海洋环境在役混凝土结构工程,进行其表观劣化发展过程的模拟分析与评价,并与实际检测数据进行对比,以验证耐久性分析结果准确性。结果表明:模拟分析结果与实际损坏程度基本一致。该文指出,基于随机场的模拟分析方法能够给出海洋混凝土结构多个维度的表观劣化度信息,将可能指导未来其它工程设计方案和维护策略的制定,从而有助于结构预想的全寿命性能实现和成本控制。

摘要： 混合纤维增韧混凝土具有很好的耐久性。针对PVA和UPE混合纤维混凝土,采用高浓度氯离子溶液进行120 d侵蚀试验,并结合三维数值模拟技术,预测分析氯离子侵蚀前后钢筋混凝土梁的承载力和损伤变化规律。结果表明,无纤维混凝土和纤维体积含量为0.2%(其中0.1%PVA和0.1%UPE)的混凝土受海水侵蚀后脆性增加,峰值应力和对应的应变减小;但掺加纤维能降低混凝土梁遭受氯离子侵蚀的抗弯曲承载能力的损失率和峰值应力对应的应变损失率,同时增加梁的韧性;加载位移为20 mm时,海水侵蚀后有纤维的梁最终拉伸损伤比无纤维的梁最终拉伸损伤减小4.9%,最终压缩损伤比无纤维的梁最终压缩损伤减小16.2%。

摘要： 为探究电化学修复技术对早龄期混凝土耐久性的修复效果,分析了江苏沿海某工业厂房电化学技术的应用案例,并总结了技术要点。结果表明,电化学修复技术效果明显,混凝土氯离子迁出效率可达60%以上。该研究结果可为海岸水位变动区早龄期混凝土耐久性防治提供参考。

摘要： 文章利用电通量法测试了纳米碳纤维混凝土和普通混凝土的抗腐蚀性能,研究探讨了纳米碳纤维机理。研究表明:通电初期纳米碳纤维混凝土电流呈先快速增大后稳定缓慢增加的状态,通电210min后电流趋于稳定,而普通混凝土呈线性增大趋势;纳米碳纤维混凝土和普通混凝土的通电量为934.4q、1536.8q,抗氯离子渗透性达到低和极低等级;掺入纳米碳纤维有利于降低养护初期混凝土的微裂纹汇集和干缩破坏,减缓氯离子渗透,增强结构的密实度、抗腐蚀性和耐久性,为提升水工混凝土抗腐蚀性能提供一定指导。

摘要： 为研究海水侵蚀对纤维混凝土力学和氯离子传输性能的影响,以玄武岩纤维和玻璃纤维制备混凝土试样,之后将试样放入海水和纯净水中浸泡2、4、8、16个月后测试其抗压强度和氯离子侵蚀深度和浓度。结果表明试样的抗压强度均随着纤维的掺入而上升,在掺量为0.5%~1%时,玄武岩纤维混凝土的强度最大且在相同掺量下,掺入玄武岩纤维的试样的强度大于掺入玻璃纤维的试样的抗压强度。海水浸泡后,试样的强度均出现了不同程度的下降且海水浸泡时间越长,试样的抗压强度损失率越高;海水浸泡时间越长,试样的氯离子侵蚀程度越明显;在海水浸泡时间≤4个月时,玻璃纤维混凝土的氯离子侵蚀程度小于玄武岩纤维混凝土的氯离子侵蚀程度;其中玄武岩纤维和玻璃纤维的最佳掺量分别为2%和0.5%。

摘要： 桩基处于海洋环境中,在海水不断地侵蚀情况下,桩基结构承载性能会随之改变,承载力水平会发生变化。利用ANSYS有限元分析软件建立了桩基与土体相互作用的有限元模型,研究了竖向荷载下的桩基沉降规律,分析了桩-土荷载沉降曲线及荷载的传递规律,发现采用有限元模拟能够较好地反映桩顶沉降和荷载的关系,并讨论了混凝土弹性模量改变对桩基承载力的影响。利用该方法,以科特迪瓦阿比让四桥梁三号桩基为例,结合桩基在海水侵蚀情况下,钢筋锈蚀导致的桩基混凝土弹性模量和泊松比的变化规律,分析了桩基在氯离子侵蚀下的承载力变化,验证了3号桩基在耐久性范围内,承载力满足设计要求。

摘要： 本文以考虑氯离子侵蚀效应下材料性能劣化的在役RC桥墩为研究对象,以山西省祁临高速公路在役桥梁抗震性能检测结果为依据,对Duracrete氯离子侵入模型进行修正,建立适用于除冰盐环境下的氯离子侵入模型.研究发现:在相同的地震作用下,桥墩发生轻微破坏的概率较大,发生完全破坏的概率较小;随服役时间的增加,氯离子侵蚀会导致桥墩发生破坏的概率显著增大.

摘要： 阐明了氯离子侵蚀对混凝土结构性能的影响,总结了目前荷载对氯离子在混凝土中侵蚀的影响规律及研究现状,结合前人研究,在充分考虑地铁管片赋存环境下,基于氯离子扩散系数与结构应力服从多项式函数关系的假定以及Fick第二定律,通过边界条件的奇延拓和扩散方程的傅立叶变换及其逆变换推导建立了综合考虑结构截面线性分布应力的混凝土氯离子侵蚀模型,并给出了其求解流程以及相关参数的确定方法,进一步结合既有试验数据进行了实例验证和对比分析.结果表明:所建立的氯离子侵蚀模型能够反映结构截面线性分布应力对氯离子扩散的影响,特别是在浅层区,计算结果与既有成果吻合较好,且更接近于试验值,由此证明该模型是可靠的,并满足精度要求.

摘要： 长期荷载作用下钢筋混凝土结构常常是带(横向)裂缝工作的.裂缝的出现势必成为腐蚀介质迅速入侵的通道,大大影响到结构的耐久使用寿命及结构安全.考虑结构在长期承受外荷载的作用,对钢筋混凝土构件横向开裂区进行了试验研究.分析了在不同裂缝宽度、不同配合比条件下试件横向开裂区受到氯离子侵蚀状态的影响.试验结果表明,在开裂区沿着裂缝发展方向一定范围内出现氯离子二维侵蚀,但并不与单向侵蚀成2倍的关系;长期荷载作用下横向开裂的混凝土构件在裂缝区氯离子侵蚀较为严重;提高混凝土本身的质量是更有效减少开裂混凝土受到氯离子侵蚀的手段.

摘要： 建立了嵌入式加固混凝土梁在氯离子侵蚀下考虑钢筋锈蚀的抗弯承载力退化模型,用当量正态化法(JC法)计算加固前后混凝土梁的时变可靠度指标.在氯离子的侵蚀下,钢筋锈蚀导致混凝土保护层锈胀开裂,混凝土梁的时变可靠度在20年左右即下降到设计目标可靠度,使构件达不到预定的设计使用期,需要进行补强加固,提出将混凝土保护层开裂时间作为检测检修的参考点.

摘要： 本文应用概率灵敏度分析方法,研究了耐久性参数均值及标准差的变化对受氯离子侵蚀的海工混凝土结构耐久失效概率的影响.分析中采用基于Fick第二定律解析解的半理论、半经验模型.根据计算分析结果,分析讨论了氯离子扩散系数的初值、扩散系数随时间的衰减系数、保护层厚度、表面氯离子浓度、临界氯离子浓度等耐久性参数取值对耐久失效概率的影响;比较了各种计算方法的精度及效率;根据耐久参数取值误差对计算结果的影响程度,对参数的重要性程度进行了排序.分析结果对合理确定海工混凝土结构耐久性设计及寿命预测的参数取值,具有比较重要的参考意义.

摘要： 港工混凝土结构处在海洋环境中,氯离子侵蚀引起的结构耐久性退化问题颇为严重.作者以大量华南地区高桩码头耐久性检测数据为基础,探究符合我国海洋环境的港工混凝土结构的环境荷载模型.本文基于菲克第二定律,对模型中的环境荷载Cs进行讨论,确定了Cs的概率分布及其均值、标准差.最后通过蒙特卡洛数值模拟与国际已有成果进行对比,探讨了环境荷载模型对结构耐久性分析的影响.

摘要： 钢筋混凝土结构中氯离子含量达到一定值后,对钢筋锈蚀影响极大,是造成钢筋混凝土结构过早破坏的主要原因之一.通过检测手段测定出既有建筑混凝土中氯离子的含量,弄清氯离子影响规模的大小和范围,受损部位和受损程度.结合现行国家规范、标准和规程,分析出遭受侵害结构目前的状况,做出正确评估,以便确定最优修复加固措施,为工程事故的加固处理提供依据,保证结构今后可以安全使用.

摘要： 本文主要研究了在通电加速锈蚀的作用下,氯离子侵蚀和荷载耦合作用对钢筋锈蚀程度影响的规律和机理.试验包含12组高性能混凝土配合比,分别制作内置两根钢筋的棱柱型试件.运用电化学方法对混凝土内钢筋进行了腐蚀程度测试,并通过腐蚀产物观测更加直观的掌握了钢筋的锈蚀情况.结果表明:加速通电锈蚀测试期内,弯曲荷载能明显增加混凝土试件中的钢筋的锈蚀程度;掺入不同矿物掺和料的混凝土的锈蚀情况以及速率不尽相同,对于保护层裂缝的扩展也有明显区别.

摘要： 随着桥梁结构服役期限的增加,材料自然劣化或外界因素作用下导致结构性能降低是目前桥梁结构面临的一个重要问题.尤其是在近年来发生的极端自然灾害冲击下,结构的全寿命抵抗能力大大下降.本文以一座典型的高墩大跨梁式桥为例,考虑除冰盐环境下的氯离子对钢筋的侵蚀作用,采用OpenSees程序建立桥梁结构的非线性动力分析模型,根据桥梁结构的场地类型选取合适的地震波,结合IDA方法进行大量的非线性时程分析,研究了氯离子侵蚀作用对高墩结构地震易损性的影响.研究结果表明,对于采用新规范设计的高墩桥梁,随着服役时间的增长,氯离子侵蚀作用会导致桥墩失效概率增加,在一定程度上削弱其抗震能力.

摘要： 氯离子腐蚀是造成水工混凝土结构破坏的重要原因,研究其扩散理论并用于指导工程实际十分必要.对于在Fick第二扩散定律基础上发展起来的二维扩散方程.采用Crank-Nicolson格式建立了其有限差分模型,并给出了具体的求解步骤.然后,采用此模型计算了两个工程实例,得到了氯离子浓度的预测值,与实测值进行了对比,在一定程度上验证了模型的有效性.

摘要： 本发明一种抗氯离子侵蚀的地质聚合物路面修复材料制备方法，属于地质聚合物技术领域；具体为3‑[2‑(2‑氨基乙胺基)乙胺基]丙基‑三甲氧基硅烷通过球磨法均匀的分散在粉煤灰的表面，发生反应并接枝到粉煤灰表面，在体系中可以通过电荷吸引从而阻止氯离子的渗透，粉煤灰与矿粉按照一定比例混合，加入水玻璃使其碱激发并发生水化反应；本发明合成步骤简单、装置设备要求低、方法简单有效，制备的地质聚合物修复材料能够有效地阻止氯离子的迁移和侵蚀。

摘要： 本发明公开了一种基于寒区自然环境作用的混凝土细观结构氯离子侵蚀模型，该模型以寒区退役桥梁混凝土芯样作为基础材料，基于X‑rayCT断层扫描技术和有限元模拟方法，考虑自然环境下混凝土材料的多种损伤劣化，能够准确模拟氯离子在真实混凝土桥梁内部的侵蚀状态。本发明提供了一种能够考虑多因素耦合作用的二维混凝土细观结构氯离子侵蚀的模拟仿真方法，依据理论推导模型和数值仿真方法可预测寒区自然环境下混凝土内部氯离子侵蚀行为，解决了实验室模型无法真实反应实际桥梁侵蚀状态的问题，极大地消除了在评估寒区混凝土桥梁服役状态时钢筋、钢绞线锈蚀程度难以评估的难题。

摘要： 本发明涉及建筑材料技术领域，属于提高混凝土抗氯离子侵蚀性能的氯离子吸附材料，特别是一种提高混凝土抗氯离子侵蚀性能的氯离子吸附添加剂，其组分及含量由下述重量百分比配比的原料组成，水淬矿渣粉和硅灰50%‑80%，其中两者的重量配比为1:1‑1:2.5、轻烧氧化镁5%‑20%，有机硅助剂1%‑10%，煅烧水滑石1%‑10%，纳米二氧化硅1%‑8%、聚羧酸钠盐0.1%‑2%。本发明在混凝土中以本发明等质量取代胶凝材料2%‑5%，可获得既不影响混凝土工作性和力学性能，又改善了混凝土抗氯离子渗透性能的效果，提高了混凝土各龄期的强度和混凝土的密实性。

摘要： 本发明公开了一种考虑氯离子侵蚀和冻融循环耦合的钢筋混凝土桥墩，包括两个对称分布的基台，两个所述基台由外至内设置有防护墩和桥墩柱，所述防护墩的上端面设置有分水坡，所述桥墩柱的顶端设置有桥承台，所述防护墩的内部具有预留腔，所述桥墩柱的底部具有安装腔，所述安装腔与预留腔之间设置有减震机构。本发明中，防护墩在桥墩柱的外部起到隔离防护作用，受到震动时，桥墩柱内部的减震块发生位移，弹簧组自适应伸缩，减震块带动阻力杆移动，阻力杆拉动阻尼伸缩杆进行伸缩运动，使得桥墩柱受到震动时，通过减震块与弹簧组以及阻尼减震杆的配合平衡震动力对桥墩柱的损伤，减小桥墩因受到震动而产生的晃动，大大提高了钢筋混凝土桥墩的减震效果。

摘要： 本专利具体提供了一种抗氯离子侵蚀再生粗骨料混凝土的制备方法。本专利使用粗骨料均为寒冷地区经受冻融失效的混凝土制得的再生粗骨料，能对寒区建筑垃圾进行回收再利用，具有很好的经济和环保效益；同时促进再生粗骨料混凝土在寒冷地区除冰盐环境或滨海环境中的混凝土构筑物中的应用，有利于寒冷地区建筑垃圾再生骨料的内部消纳与循环使用。通过对再生粗骨料进行碳化改性处理，并与碳化再生粗骨料、天然河砂、水泥、粉煤灰、硅灰等进行复配，达到协同增效的成果，使制备的再生粗骨料混凝土孔隙率、吸水率、压碎值得到降级，提高骨料表观密度，使制备的混凝土具有致密的微观结构，提升再生粗骨料混凝土的抗氯离子侵蚀能力。

摘要： 本发明涉及核电厂混凝土结构评估领域，特别是一种建立既有混凝土氯离子侵蚀寿命预测模型的方法。现有的混凝土室内耐久性试验参数大都采用业内通用的试验参数，该类试验适用于在工程设计阶段选取混凝土材料时衡量不同混凝土材料的耐久性能好坏，而对于核电厂既有混凝土结构，其材料参数已经确定，目前尚无基于混凝土结构现状来预测既有混凝土结构的预期寿命的方法。本发明包括步骤一：条件调研；步骤二：设计实验环境；步骤三：进行实验；步骤四：进行验证。本发明提出一种基于相似性理论，对混凝土试样进行氯离子加速侵蚀试验，并根据试验结果预测既有结构预期寿命的方法。

摘要： 本发明公开了一种基于寒区自然环境作用的混凝土细观结构氯离子侵蚀模型，该模型以寒区退役桥梁混凝土芯样作为基础材料，基于X‑rayCT断层扫描技术和有限元模拟方法，考虑自然环境下混凝土材料的多种损伤劣化，能够准确模拟氯离子在真实混凝土桥梁内部的侵蚀状态。本发明提供了一种能够考虑多因素耦合作用的二维混凝土细观结构氯离子侵蚀的模拟仿真方法，依据理论推导模型和数值仿真方法可预测寒区自然环境下混凝土内部氯离子侵蚀行为，解决了实验室模型无法真实反应实际桥梁侵蚀状态的问题，极大地消除了在评估寒区混凝土桥梁服役状态时钢筋、钢绞线锈蚀程度难以评估的难题。

摘要： 本发明公开一种高抗氯离子侵蚀的绿色注浆材料及其制备方法，涉及丰水地区注浆材料的耐久性，属于岩土工程注浆与建筑材料领域。高抗氯离子侵蚀注浆材料主要由氧化石墨烯(GO)、水泥(PO)和速凝剂组成，配比按重量份数计为：氧化石墨烯0.15份、水泥400份、粉煤灰100份、速凝剂5~8份以及水400份。使用时按上述配比混合搅拌均匀并注入目标地层。本发明的高抗氯离子侵蚀注浆材料用于滨海城市地下注浆加固与防渗，可有效的提高加固体的耐久性能和工程的服役寿命。

摘要： 本发明提供一种海洋暴露环境下混凝土内氯离子侵蚀时变预测方法和系统，该方法包括：获取混凝土预测模型所需的参数；根据暴露工况和所述参数，确定合适的时变扩散系数模型，得到参考扩散系数和老化因子；根据暴露工况下混凝土表面的氯离子吸附能力随暴露时间的累积性，确定合适的时变边界条件累积模型，得到初始表面氯离子浓度和经验系数；求解混凝土中氯离子传输模型，实现指定暴露环境和暴露时间下的氯离子浓度预测。该系统用于实现上述的预测方法。本发明能够准确预测混凝土在中长期氯盐暴露情况下的氯离子浓度分布，进而预测混凝土结构的使用寿命。

摘要： 本发明涉及一种阻碍氯离子侵蚀钢筋表面的钢筋混凝土保护装置，包括内嵌于混凝土结构内的隔板，所述隔板设置于侵蚀面与钢筋之间，所述隔板采用PVC材料制成。本申请通过在侵蚀面与钢筋之间设置隔板，可以大幅度的提升水泥基材料的耐久性；隔板内置于混凝土结构内部，受外界环境影响较小，具有较高的稳定性；隔板采用PVC材料制成，可以有效的阻断氯离子在钢筋表面聚集，且与常规的硅粉、矿渣、粉煤灰、纳米纤维等抑制氯离子扩散的辅助胶凝材料相比，价格低廉，且阻碍氯离子向混凝土内侵蚀效果较好。