海工高性能混凝土及其使用壽命預測研究

    [摘要]近年來，我國在海工高性能混凝土及海工混凝土使用壽命預測的理論研究取得了一定進展,但是在這方面的工程應用技術研究成果尚未出現。本文從工程應用的角度，在對杭州灣地區(qū)既有海工混凝土工程作實地調研的基礎上，研究分析杭州灣地區(qū)既有海工混凝土結構的腐蝕特點和破壞原因；以海工高性能混凝土為研究對象，著重研究復合膠凝材料體系對混凝土性能的影響，并應用激光粒度儀、EMPA等分析手段，就復合膠凝材料的作用機理進行初步探討；試驗研究混凝土暴露時間、膠凝材料對氯離子的吸附、環(huán)境溫度、應力和裂縫狀態(tài)等因素對混凝土中氯離子遷移運動的影響，并結合國內外相關研究報導，探討這些因素在混凝土使用壽命預測模型中的表征；在上述研究基礎上，提出以氯離子侵蝕為基礎的海工混凝土使用壽命預測的工程應用模型。

    本文創(chuàng)新性研究工作及主要研究結論有：

    1．研究分析了杭州灣地區(qū)既有海工混凝土結構的腐蝕特點和破壞原因，認為，海洋環(huán)境下，氯離子侵蝕是引起混凝土結構破壞，決定混凝土結構使用壽命的最主要的也是至關重要的原因。而混凝土保護層厚度和氯離子表觀擴散系數的波動也在很大程度上決定著混凝土結構的使用壽命。

    2．研究了復合膠凝材料體系對混凝土性能的影響。結果表明，礦物摻合料的摻入可以極大地改善混凝土的性能，特別是抗氯離子侵蝕性能，從而提高混凝土結構的使用壽命。應用激光粒度儀、EMPA等分析手段，就復合膠凝材料的作用機理進行初步探討，發(fā)現不同礦物摻合料的復合可以發(fā)揮其各自特長。由于其交互疊加效應的作用，復合摻合料對混凝土性能的改善，特別是對抗氯離子侵蝕性能的改善比單一摻合料更為優(yōu)越。

    3．試驗研究了混凝土中氯離子遷移的多種影響因素。研究表明，暴露時間、膠凝材料對氯離子的吸附作用、混凝土保護層應力和裂縫狀態(tài)、環(huán)境溫度等對混凝土中氯離子的遷移均有較大的影響，這些影響因素可以通過對氯離子表觀擴散系數的