持续拉应力状态下氯离子在非饱和开裂混凝土中的传输机理研究

The durability deterioration of reinforced concrete structures is speeded up significantly in the coupling environment of sustained tension and drying-watering cycles. This common phenomenon has severely shortened the life span of the structures in coastal areas. In this project, the chloride transport mechanism in unsaturated cracked concrete subjected to sustained tension will be studied systematically. The applicant intends to (1) establish a deformation evolution model of dual pores, connected pores and secondary fractures through mercury injection test, tension-microscope scanning synchronized test and static loading test; (2) monitor the variation of pores saturation during the wet/dry cycle - static loading synchronized test; establish the correlations between pores saturation and water/ chloride diffusion coefficients; (3) based on those models, establish the transporting models of water and chloride in the dual pores; analyze the transporting behaviors and discuss the parameter sensitivity using numerical method. This study will reveal the durability deterioration mechanism of coastal reinforced concrete structures in the coupling environment of sustained tension and drying-watering cycles.

拉应力-干湿循环耦合作用下，沿海钢筋混凝土耐久性劣化被大大加速。这一普遍存在的工程现象极大地危害了沿海混凝土结构的使用寿命。本项目围绕“持续拉应力状态下氯离子在非饱和开裂混凝土中的传输机理”展开系统研究：（1）通过压汞试验、缩尺静力加载同步电镜扫描试验及互锚式静力加载试验，研究持续拉应力状态下混凝土连通孔隙结构和次生裂隙结构的双重孔隙结构随应力的变形演化模型；（2）通过静力加载同步氯离子干湿循环侵蚀试验，监测混凝土内部饱和度变化；测定不同应力状态下氯离子在双重孔隙中的浓度分布；建立持续拉应力状态下孔隙饱和度与水分传输系数、氯离子传输系数的关系模型；（3）基于持续应力状态下双重孔隙结构的变形演化模型、饱和度与传输系数关系模型，建立水分和氯离子在双重孔隙介质中的传输模型，并使用数值方法进行求解分析。本项目的研究将揭示拉应力-干湿循环耦合作用下沿海钢筋混凝土耐久性加速劣化的机理。

拉应力-干湿循环耦合作用下，沿海钢筋混凝土耐久性劣化被大大加速。这一普遍存在的工程现象极大地危害了沿海混凝土结构的使用寿命。本项目围绕“持续拉应力状态下氯离子在非饱和开裂混凝土中的传输机理”展开系统研究：（1）通过压汞试验、缩尺静力加载同步电镜扫描试验及互锚式静力加载试验，研究持续拉应力状态下混凝土孔隙结构和次生裂隙随应力的变形演化规律，建立了持续拉应力与裂缝形态参数的相关关系模型；（2）通过静力加载同步氯离子干湿循环侵蚀试验，测定不同应力状态下氯离子在混凝土中的浓度分布，明确持续拉应力作用下氯离子在非饱和开裂混凝土中的传输规律；（3）建立了持续拉应力状态下混凝土饱和度与水分传输系数、氯离子传输系数的关系模型；（4）基于持续应力状态下与裂缝形态的相关关系模型、饱和度与传输系数关系模型，建立水分和氯离子在非饱和开裂混凝土中的传输模型，并使用数值方法进行求解分析。本项目的研究将揭示拉应力-干湿循环耦合作用下沿海钢筋混凝土耐久性加速劣化的机理。