滨海环境混凝土桥梁耐久性评估和维护方法研究及应用

来源 :东南大学 | 被引量 : 0次 | 上传用户:zhaoshuang1989
下载到本地 , 更方便阅读
声明 : 本文档内容版权归属内容提供方 , 如果您对本文有版权争议 , 可与客服联系进行内容授权或下架
论文部分内容阅读
过去相当长一段时期内,混凝土桥梁建设一直存在重安全性轻耐久性的问题,导致了大量的桥梁在未达到设计使用年限时就因耐久性问题失效,尤其是滨海等恶劣环境。氯离子侵蚀是影响滨海环境混凝土桥梁耐久性现状评价和寿命预测的关键因素。因此,开展混凝土中氯离子侵入规律研究以及寻求有效的耐久性维护方法,尤为重要。本文基于惠盐高速深圳段改扩建工程,对滨海环境混凝土氯离子扩散模型,氨基羧酸类阻锈剂和锌基牺牲阳极保护系统两种耐久性维护方法及效果进行研究。本文主要研究工作及成果包括:1、设计并进行了模拟滨海环境的长期(540天)耐久性试验,对混凝土中氯离子扩散规律,氨基羧酸类阻锈剂和锌基牺牲阳极保护系统两种耐久性维护方法及效果进行了试验研究。设计制作普通混凝土、内掺型阻锈剂、迁移型阻锈剂及牺牲阳极系统试件,采用NaCl溶液、(NH4)2SO4和硝酸混合溶液及周期性雾化喷淋分别模拟滨海环境中氯离子侵蚀、酸雨及干湿交替作用,获取了不同试验周期节点的氯离子浓度分布及钢筋锈蚀等试验结果。2、基于对氯离子扩散基本模型的分析,收集了氯离子扩散系数影响因素和既有扩散模型。利用模拟试验结果对既有扩散模型对比分析,结果表明部分模型具有一定可靠性,但未能全面考虑扩散系数影响因素且不适用于干湿交替环境。综合既有扩散模型,全面考虑水胶比、服役时间、温度、相对湿度、氯离子结合能力、混凝土劣化、荷载对扩散系数的影响,结合混凝土表面氯离子浓度的时变性,建立了干湿交替环境基于水胶比的氯离子扩散模型。该模型与试验结果吻合良好,拓宽了氯离子扩散模型的适用范围。3、基于既有混凝土结构信息采集的特点,从实用性考虑,尝试性构建了工程实际中易获取的混凝土强度作为主要参数的氯离子扩散系数模型。在收集整理11座滨海环境混凝土结构氯离子扩散系数及混凝土强度检测结果的基础上,初步提出了基于混凝土强度的氯离子扩散实用模型,通过与模拟试验结果的比较验证了模型的可行性,并提出了一种既有混凝土桥梁耐久性评估方法。4、基于氨基羧酸类阻锈剂和锌基牺牲阳极保护系统的作用机理,结合模拟试验结果,研究比较了两种耐久性维护方法的长期防护效果。结果表明,氨基羧酸类内掺型、迁移型阻锈剂均能有效改善混凝土的耐久性,可提高抗氯离子侵入性能16%~20%,小幅改善抗碳化性能,对抗压强度无明显影响。两种维护方法在不同氯离子浓度下均能有效的保护钢筋,减缓其锈蚀速率,其中锌基牺牲阳极保护系统在材料充足时可达60%的阻锈效率,氨基羧酸类阻锈剂阻锈效率在30%-50%左右。阻锈效果排序为:锌基牺牲阳极保护系统>氨基羧酸类内掺型阻锈剂>氨基羧酸类迁移型阻锈剂。
其他文献
燃烧锅炉作为能源行业的复杂大型能源转换设备,具有复杂多变的燃烧过程,且参数间存在繁琐的非线性关系,难以通过分析其燃烧机理对其建立精准模型。如何挖掘锅炉历史数据中有用的信息,进而对锅炉提供优化操作指导,是工业大数据时代供热锅炉优化指导的重要思路。本文将机器学习的思想应用到锅炉燃烧系统上,针对锅炉燃烧系统工况的特征研究并改进了密度峰值聚类算法用于锅炉工况的划分,并建立了分类网络与最小二乘支持向量机结合
大跨桥梁的正交异性桥面板由于构造复杂、焊缝密集、内部缺陷众多和应力集中等问题显著,U肋-顶板和U肋-横隔板焊缝部位易产生疲劳裂纹。在车辆轮载的反复作用下,会加速结构疲劳破坏。本文在总结国内外正交异性钢桥面板疲劳裂纹研究的基础上,在线弹性断裂力学框架内,建立包含钢箱梁典型焊接细节处初始疲劳裂纹的桥梁多尺度有限元模型,基于扩展有限元方法研究裂纹尖端的应力特征和应力强度因子影响线,获得疲劳载荷最不利加载
在我国当前的能源结构中,煤的重要地位在较长时间内不会发生根本改变。燃煤电厂是我国煤炭消耗的主体,这也使燃煤电厂成为了我国CO2排放量最多,排放地点最集中的工业场所。改造燃煤电厂也成为了我国控制CO2排放总量最重要的一环。富氧燃烧以其技术风险低,易规模化等优势,被认为是目前最可能大规模推广及商业化应用的燃煤电厂碳捕集技术之一。其中增压富氧燃烧针对常压富氧燃烧的部分不足进行了改进,能够更好地回收烟气中
C/C复合材料作为一种性能优良的材料,具有耐高温、密度低、比强度高、韧性好等优点,目前已被广泛应用于众多领域。但由于其纤维种类及加工工艺等原因,C/C复合材料的力学性能呈现出较大的离散性,严重制约了工程结构的高可靠性设计。随着工程中对结构安全性能要求的日益提高,按常规安全系数法设计的结构已经无法满足实际工程对于结构可靠度的要求。目前国内外研究大多关注静态载荷下结构的强度可靠度评估,缺乏考虑整个结构
大型燃煤电厂基本均采用湿法石灰石烟气脱硫技术,然而其脱硫工艺流程复杂。脱硫系统属于典型的多变量和大迟延被控对象,采用PID控制很难取得满意的控制效果。因此通过建立脱硫系统的动态数学模型,掌握脱硫系统的动态特性和回路间的耦合关系,并据此研究脱硫系统的先进控制策略,对于有效改善脱硫系统的调节品质,提高脱硫效率,优化运行方式都具有重要意义。本文研究脱硫系统的多变量扰动抑制预测控制方法,并进行仿真验证与应
作为一种具有巨大效率潜力和广泛应用前景的新型能量转换方式,超临界二氧化碳(supercritical carbon dioxide,sCO2)动力循环可获得更具竞争力的循环效率,并且可适用于多种热源,包括传统化石能源、核能、余热回收、可再生能源等。sCO2循环发电技术应用于燃煤发电领域,可以实现化石能源的低碳、清洁利用,对降低碳排放、应对气候变化挑战具有重要意义。结合我国能源现状,本文主要研究面向
由于深度神经网络在图像识别、语音识别、自然语言处理等领域的成功,已经有越来越多的研究学者和工业界人员投入到深度学习的研究当中。而深度神经网络拥有成万上亿的参数,训练一个性能优良的深度神经网络模型需要耗费很长的时间。最近十几年来,图形处理器GPU得到了迅速的发展,如NVIDIA生产的V100,GPU凭借着强大的并行计算能力,是现在主流CPU计算性能的十多倍。同时在CUDA统一计算框架上,NVIDIA
由有机保温材料引起的建筑火灾已成为影响城市安全的一个重要问题,既能满足节能保温要求,又具备良好耐火、耐久性能成为了保温墙体发展的新趋势和要求。作为一种轻质高强、保温、耐久、耐火性能良好的无机保温材料,泡沫混凝土可应用于自保温墙板之中,泡沫混凝土条板预制及现场装配方便,可实现围护和保温的一体化,顺应了当前绿色节能、装配式建筑的趋势。目前,泡沫混凝土已成为建筑材料研究热点之一,但绝大多数研究着眼于泡沫
木材摩擦焊接是一种不借助任何连接件或添加剂的连接技术,避免了金属连接件引起的腐蚀问题,未使用胶黏剂,实现了绿色环保的无胶胶合,对于环境保护、人类健康和经济可持续发展有着重要意义。近年来,关于木材摩擦焊接的研究,多数是借助试验探究焊接参数对焊接性能的影响规律,或通过建立简化的有限元模型,研究焊接构件破坏时的应力分布特征,但有关焊接界面破坏机理的研究则较为匮乏。本文通过试验与有限元模拟相结合的方法,研
在既有砖混结构房屋中,砖墙是其主要的竖向承重构件。由于功能改造或材料性能退化,一些砖墙需要进行加固以提升其受力性能。通过对不同加固方法比较分析发现,钢板加固法具有施工周期短、加固方法简便以及具有可逆性等优点。为进一步优化钢板与砖墙的组合加固效果,课题组提出干式连接钢板刚架加固砖墙的加固方法。钢板刚架既可约束砖墙,提高砖墙的承载力与变形能力,还能独立承担竖向与水平外力,为加固墙体提供第二道抗震防线。