拉应力对混凝土渗透性及碳化耐久性影响的试验与模拟研究

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1、拉应力对混凝土渗透性及碳化耐久性影响的试验与模拟研究硕士研究生：刘加华导师：钱春香教授摘要渗透性是影响混凝土耐久性的一个非常关键的方面，而混凝土耐久性又是决定混凝土结构良好使用寿命的主要因素。由于混凝土耐久性问题日益受到人们的关注，使得对于混凝土渗透性的研究又重新引起了研究者的兴趣。伴随现代化建设步伐的加快，越来越多的大型基础设施建设项目正方兴未艾，如何最大限度地保证或延长混凝土结构的服役寿命，是建设节约型社会所面l临的一个重要问题．本文主要从两个大的方面对影响混凝土渗透性及耐久性的因素进行了研究，即测试方法

2、创新和拉应力状态的影响研究，并结合工程实际条件对这些影响因素进行量化，通过对亚微观机理的阐释以及计算模拟，建立了考虑这些影响因素作用时的混凝土碳化寿命预测模型，可为同类工程的施工和耐久性设计提供切实有效的意见和建议，在节省资源的同时，也取得良好的社会和经济效益。测试方法对混凝土渗透性的影响早已为人们所认识，然而，由于研究方法遢异，很多研究往往不能够很好地体现实际工程的工作状态，如何真实有效地反映现场混凝土的特点，是目前应用研究中一个重要的课题。笔者结合工程实际，对现场混凝土的保护层厚度进行了全程跟踪调查，用瑞

3、士产空气渗透仪对现场混凝土表观施工质量进行了检测和评定，取得了一些有意义的成果并及时运用于工程实践。实践表明：现场测试方法虽然也存在一些统计误差，试验数据有时离散性很大，特别是对于保护层厚度的统计，更需要大量工程数据的积累才能有一定的规律性，但作为一种有益的尝试，可为同类工程的设计和施工提供较为合理的建议，同时，要合理评价现场条件对混凝土渗透性的影响，还需得到包括设计、旅工和科研人员的共同重视才能取得好的效果。流体介质在混凝土或水泥基材料中的传输机理研究已经开展得非常广泛而深入，相关研究主要集中于室内试验，很

4、少考虑混凝土结构的实际服役条件，尤其是对荷载引起的开裂及对混凝土渗透性的影响研究较少。特别是对于拉应力状态下的混凝土渗透性的研究开展得很少，相关量化研究的结论也需得到工程的进一步验证。这主要由于混凝土在荷载作用下的渗透性研究存在一定的困难，且不易操作．本文主要针对拉应力作用下混凝土渗透性试验方法进行了大胆改进和创新，取得了一定的试验成果，具有较好的实际应用价值。笔者通过运用多孔介质力学理论，对介质在混凝土中的传输规律进行分析，并结合某工程现场施工条件的影响．找出其相关性，试图从量化的角度进行研究分析：通过相关

5、计算软件进行结构受力分析，找出结构最不利受力位置，并对拉应力作用下混凝土渗透性规律进行研究。最后综合施工变异性和拉应力状态对混凝土渗透性的影响因素，通过对比现场和室内试验数据，并结合计算机模拟情况，进行了结构混凝土的碳化寿命评估。根据现场实测结果，本工程中混凝土保护层负偏差大于设计值一半的比例约为6．36％，保护层厚度大予设计值一半的比例约为12．36％，后者虽然对结构混凝土的寿命提高有一定的促进作用，但保护层厚度过大也会使得混凝土表面产生裂缝：变形缝、施工缝在该工程中所占比例均在10％左右变化。假定其同时对

6、结构碳化寿命产生受面影响，其影响范围在90／一11％之间；结构部位对混凝土渗透性的影响(也即应力状态的影响)则主要考虑拉应力作用区域。计算结果显示，其对渗透性的影响在2．10／，3．8％之间。若以墙板混凝土质量作为评价的基准值(100年)，考虑到现场施工条件的不确定性以及应力状态对混凝土渗透性的影响，相应的以顶板和墙板接缝处混凝土质量所确定的结构碳化寿命分别为316年和78年．关键词：渗透性、测试方法、碳化、耐久性、拉应力状态、多孔介质力学，碳化寿命评估Absf忸ctModelingandExperiment

7、alResearchollPermeabilityandCarbonationDurabilityofConcreteunderTensileStressGi21duateStudent：LiuJiahuaSupervisor：QianChunxiangAbstractPermeabilityisthekeyfactorthatinfluencethedurabilityofconcrete．whichisessetltialtoenst玳theservicelifcofstructure．Owingtoth

8、eresearchofConcl"ctedurabilityhavebeenarosedimportance，researchershaveshown缸interestinpermeabilityofconcreterecently．Withthedevelopmentofmodernization,moreandmorelargebasalestablishraentsareputinthepra