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[期刊论文] 蔡荣 杨绿峰 余波
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北大核心 CSTPCD CSCD CBST
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摘要:海洋混凝土结构的表面氯离子浓度反映了海洋氯化物环境的腐蚀作用强度,是海洋混凝土结构耐久性分析和定量设计的重要参数.本文依据国内外不同地区的大量自然暴露试验数据,通过数理统计和回归分析,确定了各种海洋环境条件下表面氯离子浓度的统计特征值,分析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,揭示了水胶比对混凝土表面氯离子浓度的影响规律,进而综合考虑水胶比、胶凝材料种类和时变特性等因素的影响,建立了海洋潮汐浪溅区混凝土表面氯离子浓度的改进计算模型.结合国内外各种表面氯离子浓度经验模型的预测结果和海洋自然暴露试验的实测数据,对比验证了所建立表面氯离子浓度计算模型的有效性和适用性,为海洋氯化物环境下混凝土结构的耐久性设计和服役寿命分析提供了重要边界条件....
摘要:为了准确评估混凝土的抗氯离子渗透性和耐久性,开展了不同矿物掺合料混凝土的制备和电通量测试,根据试验数据和文献数据分析了水胶比(水灰比)、粉煤灰掺量、矿渣掺量、硅灰掺量对混凝土电通量的影响,通过回归分析研究建立了混凝土电通量的多因素计算模型,通过对试验数据和文献数据的统计分析验证了该计算模型的正确性和广泛适用性.在此基础上,通过定量计算氯盐环境下混凝土结构服役寿命,分析了混凝土水胶比、掺合料组合及其掺量对混凝土耐久性的影响.结果表明,降低混凝土的水胶比、或提高掺合料掺量均能提高混凝土耐久性;使用矿物掺合料的高性能混凝土,其耐久性明显优于普通混凝土;矿渣对混凝土耐久性的改善优于粉煤灰;复合掺加粉煤灰和矿渣对提高混凝土结构耐久性的效果更加明显....
[期刊论文] 蔡荣 杨绿峰 陈正
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北大核心 CSCD CA
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摘要:针对混凝土结构设计规范中环境作用等级和耐久性设计指标开展对比分析,研究了氯盐环境下国内外混凝土结构耐久性设计规范中环境作用等级划分的方式、依据和各规范之间的差异,以及该差异对混凝土结构耐久性设计指标造成的影响.通过案例分析表明:各国标准和规范对混凝土结构在氯盐环境下耐久性设计指标均根据其所处的环境作用等级确定;环境作用等级主要根据混凝土结构在腐蚀环境中的空间位置和环境作用强度进行划分;各国规范对相同环境条件同一混凝土结构的耐久性设计指标的取值有所区别,我国规范对于氯盐环境的作用等级分类更细....
摘要:为分析多因素对混凝土抗氯离子性能的影响,基于正交试验设计和ASTM C1202试验方法对掺粉煤灰和矿渣的混凝土的抗氯离子渗透性能进行试验和分析,研究了不同水平下水胶比、粉煤灰掺量、矿渣掺量、砂率等试验因素对混凝土电通量的影响,并基于各试验因素与混凝土电通量的相关关系,研究建立了混凝土电通量非线性预测模型.研究结果表明,水胶比、粉煤灰掺量、矿渣掺量对混凝土电通量的影响较大,基于水胶比、粉煤灰掺量、矿渣掺量的混凝土电通量非线性预测模型的计算结果与试验值吻合较好,可以用于实际工程混凝土电通量的预测....
摘要:收集世界不同地区304组海洋潮汐浪溅区自然暴露混凝土的试验数据,据此分析水胶比、胶凝材料种类和暴露时间对混凝土表面氯离子浓度Cs,ts的影响规律,进而结合二阶段多元非线性回归分析,分别确定了硅酸盐水泥、粉煤灰、矿渣和硅灰等胶凝材料对Cs,ts的修正系数,建立了海洋潮汐浪溅区Cs,ts的改进模型,并利用现有模型和试验数据对比,验证了该模型的适用性.分析表明:Cs,ts与水胶比之间近似呈线性关系,且胶凝材料种类对Cs,ts的影响显著;Cs,ys在前5 a内快速增长,随后逐渐趋于稳定,可以利用指数型函数来描述其时变规律....
[期刊论文] 杨绿峰 蔡荣 余波
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EI CSTPCD 北大核心
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摘要:揭示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影响因素,在此基础上研究建立海洋大气区混凝土表面氯离子浓度的多因素计算模型.首先分析海洋大气区混凝土表面氯离子浓度的主要影响因素,并揭示海洋环境条件、混凝土材料特性和暴露时间等因素对混凝土表面氯离子浓度的影响规律;然后综合考虑离海岸距离、风速、水胶比、胶凝材料种类、暴露时间等关键因素的影响,结合欧洲、北美、南美和亚洲等多地海洋自然暴露试验数据和两阶段多元非线性回归分析,建立具有广泛适用性的海洋大气区混凝土表面氯离子浓度多因素模型;最后与现有经验模型的预测值和自然暴露试验数据进行对比分析,验证该模型的有效性和适用性....
[博士论文] 蔡荣
结构工程 广西大学 2017(学位年度)
摘要: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。
摘要:综合考虑环境条件、材料参数、结构参数等因素的随机性,定量分析了海洋氯化物环境作用下海港工程混凝土结构的时变概率耐久性。首先考虑混凝土表面氯离子浓度、氯离子扩散系数、混凝土保护层厚度、龄期衰减系数等因素的随机性,建立混凝土中氯离子的时变概率分布模型;然后利用Nataf变换对相关的非正态随机变量进行独立标准正态化,进而利用一次可靠度法(FORM)分析海洋氯化物环境作用下海港工程混凝土结构的时变可靠度,并与蒙特卡洛法(MCS)的计算结果进行对比验证;最后定量分析氯离子扩散系数、龄期衰减系数、混凝土保护层厚度等因素对海港工程混凝土结构耐久性的影响规律。
[成果] 1700240598 广西
TU528.01 应用技术 工程和技术研究与试验发展 公布年份:2017
成果简介:该项目属于广西科学研究与技术开发计划项目(科技攻关计划),项目名称为“绿色再生混凝土结构的耐久性增强技术及定量设计理论和方法”,合同编号为“桂科攻1377001-11”,合同约定的起止时间为2013年1月至2015年12月。该项目围绕绿色再生混凝土结构的耐久性增强技术及定量设计理论和方法开展了系统研究,取得了多项创新性研究成果:建立了再生混凝土结构的碳化和氯化物两大类典型腐蚀环境的作用等级和定量分析模型;揭示了再生混凝土结构的碳化和氯盐侵蚀机理,发展了再生混凝土碳化和氯离子扩散的定量分析模型;提出了混凝土结构的耐久性控制区模型,建立了碳化和氯化物环境下再生混凝土结构的耐久性定量设计技术;提出了基于强度和耐久性定量分析的配合比设计方法和耐久性增强的再生混凝土制备技术。上述成果形成了具有自主知识产权的绿色再生混凝土结构的耐久性定量设计技术。该项目获授权国家发明专利5项、实用新型专利3项、计算机软件著作权3项,发表学术论文7篇(SCI、EI收录3篇),培养博士和硕士研究生9人,完成了合同约定的考核指标(申请国家发明专利不少于2项,发表学术论文不少于4篇,其中SCI、EI收录2篇以上,培养硕士研究生5名以上)。该项目形成了具有自主知识产权的绿色再生混凝土结构的耐久性设计技术,通过理论创新和技术研发解决了绿色再生混凝土常规理论和技术的关键瓶颈问题。项目成果可应用于广西地区再生混凝土结构的耐久性设计中,减少天然砂石的用量,同时有效提高绿色再生混凝土结构的耐久性,延长工程结构的服役寿命,降低年均的资源消耗量、环境负荷及能耗,促进绿色再生混凝土在工程结构中的推广应用,预期的社会经济效益显著。
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