熊建波[1]2015年在《荷载与冻融共同作用下氯离子在海工混凝土中扩散行为研究》文中进行了进一步梳理本论文针对耐久性问题最为突出的海港工程混凝土结构,通过对我国具有代表性的实际海港工程混凝土结构服役期应力水平测试与分析,获得典型构件在实际服役环境中的荷载类型和具有代表性的荷载水平范围；采用自主开发的恒定加压载荷和弯曲载荷装置,以工程实际的荷载类型和荷载水平为基础,从压／弯曲等静荷载类型、施加载荷范围、混凝土掺合料种类及掺量、混凝土配比参数等方面,通过室内海水模拟试验箱的人工加速模拟试验方法以及混凝土结构微观测试手段,开展处于“荷载+氯盐”条件下和“荷载+氯盐+冻融”作用下的海港工程混凝土结构氯离子扩散行为的研究。得出以下主要结论：(1)数值模拟、理论计算和现场实际测试与分析表明：所研究的海港工程混凝土构件服役期的实际应力水平有限元分析基本在7%-50%范围；“永久荷载+可变荷载”应力水平约在30%-40%之间。(2)混凝土氯离子扩散系数与弯曲应力水平间呈指数函数关系,可用公式Y=A·eBx进行表述。对于掺入活性矿物掺合料的海工高性能混凝土,其氯离子扩散系数的恒定弯曲荷载作用影响因子表达式为：Dη=0.9769·D0·e1.363η;弯曲荷载和冻融共同作用影响因子表达式为：Ddη=1.0224·D0·e1.6383η。(式中,η为自变量应力水平,Do为无荷载混凝土的氯离子扩散系数,Ddη、Dη为应力水平为η时混凝土的氯离子扩散系数。)(3)混凝土氯离子扩散系数随着压应力的增加呈现先降低后增高的趋势,所研究的混凝土约施加应力水平为30%时最低；压应力单独作用下,应力水平为η混凝土的氯离子扩散系数D。与无荷载时混凝土氯离子扩散系数D0关系式为：(4)基于室内的研究成果,对以可靠度理论为基础而建立的海工混凝土结构耐久性寿命预测模型中的关键参数进行了考虑恒定弯曲荷载作用的修正,建立了恒定弯曲荷载作用下海工混凝土结构耐久性寿命预测模型：(5)盐冻条件下,混凝土的相对动弹模量随冻融循环次数的增加而降低；混凝土的质量损失率随冻融循环次数的增加而增加,混凝土的质量损失率还随承受弯曲荷载应力水平的提高而增大。(6)弯曲荷载与冻融共同作用和弯曲荷载单独作用都会引起混凝土孔隙结构的变化,提高应力水平不仅会提高混凝土的平均孔径和总孔体积,还改变了混凝土的孔径分布。荷载与冻融共同作用对混凝土孔隙结构的影响要大于荷载单独作用对混凝土孔隙结构的影响,孔隙结构变化是引起氯离子扩散系数变化的主要因素。
李一勇[2]2004年在《海港工程高性能混凝土的试验研究与应用》文中提出为提高海港工程(以下简称海工)混凝土的耐久性,使其达到至少50年不大修的使用年限,进行了本次试验研究。在总结国内外已取得试验研究成果的基础上,开展了掺入粉煤灰、磨细矿渣、硅粉等活性混合料以及它们复合掺入的高性能混凝土的试验研究。从分析、试验原材料品质对混凝土抗海水氯离子浸蚀的影响笔试手,比选了混凝土原材料组分,尤其是高效减水剂和活性混合料复合的效应,通过配合比设计优化,确定了试验混凝土的组成,进行了海工高性能混凝土物理力学性能、耐久性系列试验,探讨了海工高性能混凝土耐久性使用年限的预测模式。在试验研究的基础上,该成果已成功应用于天津新港南疆煤码头工程和秦皇岛四期煤翻车机房输煤漏斗大梁以及葫芦岛某沉箱墩式栈桥结构码头工程中,获得了满意的效果。试验研究与工程应用实践表明,应用本研究成果,海港工程混凝土的耐久性使用年限将达到以往普通混凝土结构的2~3倍,至少可以保证50年不大修。
梁杰[3]2010年在《高性能阻锈混凝土应用于军港码头维修的技术研究》文中研究表明军港码头所处海洋环境恶劣且复杂多变,普通钢筋混凝土作为码头的结构材料,其耐久性不足已为众多工程所证实,对于码头维修工程,提高耐久性的有效措施是采用高性能混凝土技术,但高性能混凝土原材料多样性和配比中多组分的组合在码头维修工程施工中很难实现,针对此问题,海军工程大学天津校区研究了复合型的HF-Ⅱ型海防工程耐蚀剂。本文分析了海洋环境的腐蚀破坏原因;从军港码头维修工程应用的角度,对HF-Ⅱ型海防工程耐蚀剂基本性能及利用其配制的高性能阻锈混凝土的力学性能、耐久性、阻裂性能等多方面进行了室内系统的研究,提出了利用HF-Ⅱ型海防工程耐蚀剂配制高性能阻锈混凝土的技术措施;并通过现场应用实践进行了验证并总结了施工工艺、质量控制及保证措施。研究结果表明,HF-Ⅱ型海防工程耐蚀剂是多组分的复合材料,具有较优异的综合技术性能,利用其可简单配制高性能阻锈混凝土,显着提高混凝土的强度、抗冻融、抗渗、抗腐蚀、抗氯离子渗透及抗开裂等性能。在军港码头维修工程中应用其配制高性能混凝土,可减少现场拌制混凝土的投料次数,减少施工工序,避免现场施工过程的漏投和误投料,从源头上控制混凝土质量并提高了工效。
蔡荣[4]2017年在《海洋环境下混凝土表面氯离子浓度多因素计算模型研究》文中研究表明海洋环境下混凝土的表面氯离子浓度是表征混凝土结构遭受海洋氯化物腐蚀环境作用强度的重要量化指标,受环境条件、材料性能和暴露时间等重要因素的影响,但现有的混凝土表面氯离子浓度计算模型无法综合考虑上述因素的影响,从而制约了海洋氯化物环境下混凝土结构耐久性定量分析与设计的发展。鉴于此,本文重点围绕海洋环境下混凝土表面氯离子浓度多因素计算模型开展了研究。首先揭示了海洋大气区、潮汐浪溅区和水下区等不同环境条件下混凝土中氯离子的传输机理和积聚规律,然后分析了不同环境条件下混凝土表面氯离子浓度的关键影响参数及其影响规律,最后基于大量的自然暴露试验数据,通过二阶段多元非线性回归分析,分别建立了海洋大气区、潮汐浪溅区和水下区环境下混凝土表面氯离子浓度的多因素计算模型,并提出了面向混凝土结构耐久性定量设计的海洋氯化物环境作用量化取值,从而为海洋氯化物环境下混凝土结构的耐久性定量分析与设计提供了量化边界条件。主要研究内容包括:(1)揭示了海洋氯离子在大气中和混凝土内部两个不同阶段的传输机理和积聚规律,结合大量的现场自然暴露试验数据,分析确定了大气区混凝土表面氯离子浓度的主要影响因素,进而综合考虑环境条件(离海岸距离、风速)、材料因素(水胶比、胶凝材料种类)和暴露时间的影响,建立了海洋大气区混凝土表面氯离子浓度的多因素计算模型,并通过与现有经验模型的预测值、现场自然暴露试验数据和在役混凝土结构的实测数据进行对比分析,验证了该模型的有效性和适用性。(2)基于大量的现场自然暴露试验数据,通过数理统计和回归分析,揭示了海洋潮汐浪溅区混凝土中氯离子的传输机理和积聚规律,遴选了该区域混凝土表面氯离子浓度的主要影响因素,在此基础上综合考虑水胶比、胶凝材料种类和暴露时间等因素的影响,结合大量的自然暴露试验数据和二阶段多元非线性回归分析方法,建立了海洋潮汐浪溅区混凝土表面氯离子浓度的多因素计算模型,并利用现有经验模型的预测值和现场实测数据验证了该模型的有效性和适用性。(3)分析了环境氯离子浓度、暴露时间、水胶比和胶凝材料种类等重要因素对海洋水下区混凝土表面氯离子浓度的作用机理和影响规律,进而综合考虑上述因素的影响,结合自然暴露试验数据和二阶段多元非线性回归分析方法,建立了海洋水下区混凝土表面氯离子浓度的多因素计算模型,并通过与现有经验模型和现场自然暴露试验数据进行对比,验证了该模型的有效性和适用性。(4)针对传统的混凝土结构耐久性设计方法无法定量考虑海洋氯化物环境作用所存在的缺陷,基于所建立的海洋大气区、潮汐浪溅区和水下区混凝土表面氯离子浓度的多因素计算模型,提出了面向混凝土结构耐久性定量设计的海洋氯化物环境作用量化取值,从而为海洋氯化物环境下混凝土结构的耐久性定量分析与设计提供了量化边界条件,并结合广西北部湾海港泊位码头混凝土结构的耐久性定量设计,验证了该方法的有效性和适用性。
杨智勇[5]2007年在《上海洋山深水港码头工程海工高性能钢筋混凝土的应用研究》文中认为高性能混凝土作为当今世界混凝土技术发展的主要方向,被国外学者称之为21世纪混凝土。高性能混凝土因采用严格的施工工艺,优质的原材料配制,具有便于浇捣、不离析、力学性能稳定、早期强度高、韧性和体积稳定性强等综合技术性能,特别适用于高层建筑、桥梁以及暴露在严酷环境中的建筑结构,引起了国内外材料界与工程界的广泛重视与关注。十多年来,世界上许多国家相继投入了大量的人力、财力、物力进行该项研究与开发应用,使高性能混凝土技术取得了很大的进展,并取得了一系列既有理论基础又有实用价值的科技成果。中国目前正处于国内经济又好又快的蓬勃发展时期,交通基础设施的建设全面呈现较强的增长趋势,为适应快速增长的进出口贸易和扩大参与国际竞争,以及在东北亚经济格局中占先机,上海国际航运中心洋山深水港的建设作为国家战略的需要得以实施。洋山深水港区工程作为上海国际航运中心的核心部分,工程的技术含量、安全性能、质量性能、使用寿命等要求变的十分重要。其中有相当多的指标在目前国家现行的技术规范中都缺乏规定,这对工程的建设提出了新的要求。在本文中,针对保证和提高洋山深水港码头混凝土结构的耐久性,全面、系统地介绍了以高性能混凝土技术为核心的综合耐久性技术方案,对高性能混凝土的设计、生产、施工以及检测等环节在工程中的应用详细地作了介绍。因高性能混凝土的研究在国内尚为探索阶段,因此本篇文章的研究对国内工程技术人员进一步研究混凝土结构耐久性和扩大高性能混凝土的应用技术有着十分重要的参考价值。
吴鹏程[6]2007年在《洋山水工码头结构防腐耐久性系统的研究》文中进行了进一步梳理洋山深水港工程是上海“十五”期间最大的城市基础设施建设项目。建设洋山深水港是党中央、国务院作出的重大战略决策,对于建设上海国际航运中心有着特别重要意义。洋山深水港属于海港工程,海港工程水工码头结构的设计使用年限一般为50年,但实际上几年后就已经腐蚀破坏严重,需要常年投入昂贵的保养、维修和整固费来维持结构的安全及正常使用功能。原因是处于海水环境中的海港工程水工码头结构,钢管桩及混凝土结构在水份、氯离子、氧气以及碳化作用等腐蚀因素的影响下,受到钢筋腐蚀、冻害、侵蚀和孔蚀环境的共同物理化学作用下,极易导致腐蚀破坏。海港工程水工码头结构的腐蚀破坏,主要包括;钢桩腐蚀,混凝土腐蚀,钢筋锈蚀等。全世界每年因腐蚀造成的经济损失达6000亿至12000亿美元,占各国国民生产总值之和的2%～4%,比综合自然灾害(即地震、台风、水灾等)损失总和的6倍还多。但采用适当的防护措施后,至少有40%的损失可以挽回。因此,研究水工码头结构防腐耐久性,推广防腐新技术、新工艺、新材料,提高防腐蚀效果和质量,减轻有害物质对沿海水工码头结构的腐蚀破坏,有效延长水工码头结构的使用年限,具有十分重要的现实意义和经济意义。海港工程水工码头结构的防腐工程不是就仅仅指某一方面的技术运用,而是多种技术综合运用的系统工程,本论文主要通过洋山工程水工码头结构的钢管桩防腐涂层工艺;钢管桩的牺牲阳极阴极保护工艺;海工混凝土防腐工艺;涂层钢筋防腐工艺四个方面展开系统和深入的探究和总结。客观地比较了多种防腐工艺,最后以实例印证本文研究在实际应用中的可行性,为类似工程的实施提供了科学参考。
林宝玉, 单国良, 蔡跃波[7]1999年在《高性能混凝土在海港工程中的研究与应用》文中提出本文介绍高性能混凝土的耐久性研究结果及其在连云港码头工程中的应用情况
苏林王[8]2016年在《荷载与海洋环境耦合作用下海工混凝土结构耐久性研究》文中指出钢筋混凝土结构物因过早发生性能退化而缩减其服役寿命,往往不是由于强度不够,而是因为其耐久性不足。目前国内外对单一环境因素如氯离子侵入、碳化导致的混凝土结构耐久性劣化已有较成熟的研究。但值得注意的是,实际环境中混凝土因耐久性不良服役性能下降大多是荷载、环境和气候等多因素协同作用的结果,这必然与单一环境因素下的混凝土结构劣化规律有显着差异。环境与荷载耦合作用也不是各单因素作用的简单迭加,为深入揭示荷载与环境耦合作用对海工混凝土结构宏观性能劣化的影响机理,有必要研究荷载与海洋环境下混凝土中氯离子的渗透性及其变化规律,建立混凝土结构内部微变化与耐久性宏观劣化之间的相互联系。本文开展荷载与海洋环境耦合作用下海工混凝土结构耐久性研究,对码头正常使用条件下钢筋混凝土结构构件荷载水平进行了调研与分析,研发了新型荷载与氯盐侵蚀环境同步耦合设备系统,并应用于疲劳荷载作用下的海工混凝土结构氯离子侵入试验研究,对比静载下的混凝土氯离子侵入规律,揭示了疲劳荷载对混凝土氯离子渗透的量化影响规律,并应用于混凝土结构耐久性寿命预测中。本文的主要研究内容及结论如下:(1)采用理论计算和现场实际监测相结合的方法,以华南地区码头工程实例为调查对象,分析高桩码头典型梁体构件使用过程中的荷载状态与内力,结果表明若不考虑构件自重的影响,码头使用状态下构件荷载水平的取值约为0.1~0.47之间。(2)研制出动荷载与海洋环境同步耦合试验设备系统,该设备系统可提供多种频率与加载方式的交变荷载,能较真实地模拟海工建筑物在荷载与环境“同时耦合作用”的服役环境,实现了动荷载与氯盐侵蚀环境的同步耦合作用。(3)应用研制的动荷载与海洋环境同步耦合试验设备系统,进行了钢筋混凝土的荷载与氯盐环境的耦合试验(荷载水平分别为0.5、0.3、0.15,加载频率分别为2Hz、5Hz、10Hz,喷洒与加载同时开始同时结束,喷洒量约为15L/h),研究荷载和腐蚀同时作用下钢筋混凝土结构内氯盐渗透规律,揭示了交变荷载对混凝土结构耐久性劣化机理。(4)通过对已完成耦合试验的试件纯弯段取样进行氯离子含量测定,研究荷载与腐蚀耦合作用下氯离子侵蚀机理及其模型,分析不同荷载水平、不同加载频率作用下氯离子的传输行为,探索荷载与环境耦合因素之间的相互作用,获得了氯离子扩散系数的荷载影响因子,进而对原有氯离子渗透模型进行了修正。(5)通过对耦合作用后的构件进行内部损伤CT扫描试验,运用各种图像处理方法和分析手段,探索混凝土裂纹形态及其演化规律,找出损伤情况与荷载大小、加载时间的关系,确立基于海洋盐雾环境和荷载作用下的混凝土损伤规律,探索了混凝土细观损伤演化过程的机理及其对耐久性退化规律的影响。(6)基于试验研究成果,对以可靠度理论为基础而建立的腐蚀诱导期的钢筋混凝土结构耐久性寿命模型中的关键参数进行了修正,建立了疲劳荷载与海洋环境多因素耦合作用下的混凝土结构耐久性寿命预测模型,利用该模型对高桩码头的横梁结构进行了耐久性寿命计算,计算结果与实际情况较为吻合,并将耐久性寿命模型用于码头结构构件的耐久性寿命设计。
熊建波, 王胜年, 黎鹏平[9]2016年在《荷载与氯盐共同作用下海港工程混凝土耐久性研究》文中研究表明根据典型构件应力状态,针对性的开发应力、裂缝宽度易于控制且精度高的加载试验装置,在人工海水模拟环境下,研究了单轴压荷载、弯曲荷载以及不同宽度结构裂缝对海工高性能混凝土抗氯离子扩散性能的影响。结果表明:单轴压荷载应力水平小于30%时,混凝土抗氯离子扩散能力随着荷载水平增加而提高,至50%时出现降低;弯曲荷载作用降低混凝土抗氯离子扩散能力,当荷载水平较大时,荷载水平的增加将导致抗氯离子扩散能力的急剧下降;裂缝的出现使得混凝土中不同深度处的氯离子浓度都得到相应的提高。据此,分析得出荷载对海港工程混凝土耐久性的影响不容忽视,提出设计中采用预应力尤其是先张法预应力混凝土对提高结构耐久性能有利。
倪静姁[10]2018年在《海洋环境中涂层对混凝土结构耐久性的影响机制及评估研究》文中指出涂层防护是海洋工程中混凝土结构应用最为广泛的附加防腐蚀措施之一,该防腐措施对混凝土结构的耐久性的影响及其量化评价对指导海洋工程中混凝土结构的耐久性设计,针对不同设计使用年限要求的工程结构提出经济合理的综合防腐蚀方案具有重要指导意义。本研究通过对采用涂层防腐的实体工程、室内加速老化试验以及海洋暴露试验等调查和试验研究,系统分析了涂层对海水环境混凝土结构耐久性的影响,具体工作如:开展了湛江港码头、宁波宁海地区码头工程以及沙角电厂煤码头工程的混凝土中氯离子分布研究。结果表明,涂层防护混凝土结构虽然不能完全隔绝氯离子侵入,但可以极大降低氯离子侵入速度,因此能够提供良好的保护作用。涂层在设计保护年限内,随着涂层服役时间的增长,进入混凝土内部的氯离子逐步增加。服役近20年的涂层仍可基本保持外观完好,并发挥一定的防护作用。通过室内加速老化试验和海洋暴露试验,探讨了涂层对混凝土的氯离子渗透的防护机制,并建立了涂层对混凝土保护的评价方法和对混凝土结构寿命评估模型。结果表明,涂层自身的使用寿命与所用涂层配套体系有关;外界环境作用会对涂层的保护效果产生显着影响,随着老化时间的延长,涂层的粘结力逐渐减小,保护效果逐渐降低;涂层保护可以避免混凝土早期接触氯离子,从而降低了混凝土中的氯离子集聚速度;建立了考虑涂层失效的混凝土结构耐久性寿命定量计算模型,根据北方地区浪溅区5年的暴露数据,计算出涂层可以延长混凝土结构耐久性寿命约为20年。
参考文献：
[1]. 荷载与冻融共同作用下氯离子在海工混凝土中扩散行为研究[D]. 熊建波. 华南理工大学. 2015
[2]. 海港工程高性能混凝土的试验研究与应用[D]. 李一勇. 天津大学. 2004
[3]. 高性能阻锈混凝土应用于军港码头维修的技术研究[D]. 梁杰. 华南理工大学. 2010
[4]. 海洋环境下混凝土表面氯离子浓度多因素计算模型研究[D]. 蔡荣. 广西大学. 2017
[5]. 上海洋山深水港码头工程海工高性能钢筋混凝土的应用研究[D]. 杨智勇. 上海海事大学. 2007
[6]. 洋山水工码头结构防腐耐久性系统的研究[D]. 吴鹏程. 上海海事大学. 2007
[7]. 高性能混凝土在海港工程中的研究与应用[J]. 林宝玉, 单国良, 蔡跃波. 施工技术. 1999
[8]. 荷载与海洋环境耦合作用下海工混凝土结构耐久性研究[D]. 苏林王. 华南理工大学. 2016
[9]. 荷载与氯盐共同作用下海港工程混凝土耐久性研究[J]. 熊建波, 王胜年, 黎鹏平. 混凝土. 2016
[10]. 海洋环境中涂层对混凝土结构耐久性的影响机制及评估研究[D]. 倪静姁. 华南理工大学. 2018
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