针对海洋氯化物环境下表面防护钢筋混凝土结构使用年限的预测方法
【专利摘要】本发明涉及混凝土耐久性设计技术，具体涉及一种针对海洋氯化物环境下表面防护钢筋混凝土结构使用年限的预测方法。该方法首先建立氯离子在表面防护层与原混凝土基材层中的扩散模型，然后获取表面防护层与混凝土基材层的氯离子扩散系数，确定钢筋锈蚀的临界浓度与混凝土表面氯离子浓度，最后将参数代入模型，计算出结构的使用年限。本发明建立了氯离子在非均匀介质中扩散的模型，实现了对表面防护钢筋混凝土结构的使用年限的预测。
【专利说明】针对海洋氯化物环境下表面防护钢筋混凝土结构使用年限的预测方法
【技术领域】
[0001]本发明涉及混凝土耐久性设计技术，具体涉及一种针对海洋氯化物环境下表面防护钢筋混凝土结构使用年限的预测方法。
【背景技术】
[0002]处于海洋氯化物环境下的钢筋混凝土结构，由于外界不利环境中的氯离子侵入，会导致钢筋表面处氯离子浓度逐渐 升高。等积累到一定程度后就会造成钢筋锈蚀及钢筋截面损失，从而最终导致结构整体失效。
[0003]目前对于氯离子的侵入过程，一般认为可采用菲克第二定律进行定量计算。在获取混凝土表面氯离子浓度、氯离子扩散系数、钢筋锈蚀临界氯离子浓度等参数后可进行计算，得到一定混凝土保护层厚度下，结构在耐久性失效状态前的使用年限。
[0004]然而在海洋氯化物等恶劣环境下，往往采用表面涂层或表面硅烷浸溃等方法对钢筋混凝土结构进行防护，从而达到阻隔氯离子侵入，延长结构使用年限的效果。表面防护层与原有混凝土耐氯离子侵入性能差别很大，基于均匀介质前提下的菲克第二定律经验扩散模型不再适用。而对于表面防护钢筋混凝土结构，如果能获得其在采取防护措施后的使用年限，就可以对防护效果做出定量评价，并进而指导结构的耐久性设计。因此，有必要提出一种新的方法，建立氯离子在非均匀介质中扩散的模型，对表面防护钢筋混凝土结构的使用年限进行预测。
【发明内容】
[0005]本发明的目的在于克服现有技术的局限，提供一种针对海洋氯化物环境下表面防护钢筋混凝土结构使用年限的预测方法。
[0006]本发明的技术方案如下:一种针对海洋氯化物环境下表面防护钢筋混凝土结构使用年限的预测方法，包括如下步骤:
[0007](I)建立氯离子在表面防护层与原混凝土基材层中的扩散模型，该模型认为表面防护层与混凝土基材层各自为均匀的材料，且氯离子在各层中的扩散分别服从菲克第二定律，
【权利要求】
1.一种针对海洋氯化物环境下表面防护钢筋混凝土结构使用年限的预测方法，包括如下步骤: (1)建立氯离子在表面防护层与原混凝土基材层中的扩散模型，该模型认为表面防护层与混凝土基材层各自为均匀的材料，且氯离子在各层中的扩散分别服从菲克第二定律，
2.如权利要求1所述的针对海洋氯化物环境下表面防护钢筋混凝土结构使用年限的预测方法，其特征在于:步骤(I)中建立的扩散模型，表面防护层厚度采用实际钻孔取芯的一组试样所测定的均值；基材层厚度取交界面至钢筋外边缘的最小距离，计算时取C2计算式中X为此距离。
3.如权利要求1所述的针对海洋氯化物环境下表面防护钢筋混凝土结构使用年限的预测方法，其特征在于:步骤(2)中，采用氯离子外加电场快速迁移方法测定表面防护层与混凝土基材层的氯离子扩散系数；根据结构所处环境因素确定混凝土表面氯离子浓度并确定钢筋锈蚀的临界浓度。
4.如权利要求1或2或3所述的针对海洋氯化物环境下表面防护钢筋混凝土结构使用年限的预测方法，其特征在于:步骤(3)中，计算时采用渐进的算法，指定一个求算结果可能落入其中的年限分布区间，采用二分法逐次代入表达式，计算所试算的使用年限内，钢筋表面氯离子浓度是否达到钢筋锈蚀的临界浓度，如未达到，继续趋近试算使用年限；如达至IJ，则此步试算的使 用年限即为结构的耐久性使用年限。
【文档编号】G06F19/00GK103439243SQ201310314367
【公开日】2013年12月11日 申请日期:2013年7月24日 优先权日:2013年7月24日
【发明者】李荣鹏, 王晓东, 王宝树 申请人:中国核电工程有限公司