混凝土及预应力混凝土结构碳化深度预测模型研究

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1、第12卷第2期铁道科学与工程学报Volume12Number22015年4月JournalofRailwayScienceandEngineeringApril2015混凝土及预应力混凝土结构碳化深度预测模型研究卢朝辉，吴蔚琳，赵衍刚(1．中南大学土木S-程学院，湖南长沙410075；2．中南大学高速铁路建造技术国家工程实验室，湖南长沙410075)摘要：基于二氧化碳气体在混凝土中的扩散理论和混凝土碳化机理，综合分析影响混凝土碳化深度的因素，推导出影响混凝土碳化深度的主要因素如混凝土材料因素、环境因素、碳化时间因素及混凝土碳化位置因素与混凝土碳化深

2、度的定量关系，提出混凝土结构碳化深度预测模型。在此基础上，进一步考虑混凝土应力状态因素，提出预应力混凝土的碳化深度预测模型。并与多组试验数据和已有碳化深度预测模型进行对比研究，结果表明：本文提出的混凝土和预应力混凝土结构碳化深度预测模型比现有模型更加吻合试验结果，为碳化环境下混凝土和预应力混凝土结构的碳化耐久性寿命预测提供1奄尢i具关键词：混凝土结构；预应力混凝土结构；气体扩散；碳化深度中图分类号：TU37文献标志码：A文章编号：1672—7029(2015)02—0368—08Predictionmodelsforcarbonationdepth

3、ofreinforcedandprestressedconcretestructuresLUZhaohui，WUWeilin，ZHAOYangang，(1．SchoolofCivilEngineering，CentralSouthUniversity，Changsha410075，China；2．NationalEngineeringLaboratoryforHighSpeedRailwayConstruction，CentralSouthUniversity，Changsha410075，China)Abstract：Basedonthegasd

4、iffusiontheorywithinconcreteandconcretecarbonationmechanism．theinfluenceoffactorsincludingconcretematerial，environmentvariables．carbonationtimeandlocationonconcretecarbona—tiondepthwasanalyzed，andthequantitativerelationshipbetweenthefactorsaboveandtheconcretecarbonationdepthwa

5、sderived．Apredictionmodelforcarbonationdepthofreinforcedconcretestructureswasthenproposed．Basedonthis，takingintoaccounttheeffectofstressstateofconcrete．apredictionmodelf0rthecarbonationdepthofprestressedconcretestructureswasthenca~iedout．Thecomparisonsbetweenexperimentaldataan

6、dtheexistingpredictionmodelsofcarbonationdepthwereconductedanditisshownthattheproposedmodelsforcar—，bonationdepthofreinforcedandprestressedconcretestructuresagreewellwiththeexperimentaldatathantheex．istingmodels．Theproposedmodelsprovideusefultoolsforpredictionofdurabilitylifeu

7、ndercarbonationenvi．ronment．Keywords：reinforcedconcretestructures；prestressedconcretestructures；gasdiffusion；carbonationdepth在一般大气环境下，二氧化碳进入混凝土结构脱钝锈蚀，体积膨胀，引起保护层开裂或脱落，导致内，与}昆凝土内碱性物质发生中性化反应，使钢筋混凝土结构发生耐久性问题。随着工业化的发收稿日期：2014—09—16基金项目：国家自然科学基金资助项目(U1134209，51422814，U1434204)；长江学者和

8、创新团队发展计划资助项目(IRT1296)通讯作者：赵衍刚(1963一)，男，山东淄博人，教授，博士，从事结构可靠度和耐久