疲劳作用对混凝土中氯离子扩散和临界浓度的影响研究

It is very significant to study on diffusion and threshold value of chloride ions in concrete for ensuring the safe, raising and accurately predicting the life of reinforced concrete structure. The diffusion coefficient and threshold value of chloride ions are the two most key factors for the life of reinforced concrete in chloride containing environment. The fatigue of concrete have very large effect on diffusion coefficient and threshold value of chloride ions and there is very little research on it. The theory, test methods and calculation model of diffusion coefficient and threshold value considered the fatigue effects would be systematically studied from simulated concrete pore solution and concrete. The new method for raising the life of reinforced concrete structure in chloride containing environment would be explored. The investigation consists of following aspects: the fatigue damage of concrete, the effect of load type and damage degree on diffusion, the calculation model of diffusion coefficient considered the fatigue effects, the test methods to detect the initiation of corrosion for the steel reinforcement, the effect of fatigue on threshold value of chloride ions, and the new method for raising the life of reinforced concrete structure in chloride containing environment. The aim of this project is to reveal the mechanism and law about the effect of fatigue on diffusion coefficient and threshold value of chloride ions, and to provide the scientific basis for design and safe analysis of reinforced concrete structure subjected to fatigue loading in chloride containing environment.

研究混凝土中的氯离子扩散和临界氯离子浓度对确保氯盐环境钢筋混凝土结构的安全运行、准确预测和提高工程使用寿命具有十分重要的意义。本项目从影响氯盐环境钢筋混凝土结构使用寿命最为关键的氯离子扩散系数和临界氯离子浓度入手，针对影响较大而研究又少的疲劳作用这一因素，分模拟溶液和混凝土两个层次，系统研究疲劳作用对氯离子扩散系数和临界氯离子浓度影响的理论、测试方法和定量计算模型，探索提高氯盐环境钢筋混凝土结构使用寿命的新方法，内容包括混凝土的疲劳损伤、疲劳作用荷载形式和损伤程度对氯离子扩散的影响及其敏感性、考虑疲劳作用影响的氯离子扩散模型、钢筋脱钝检测和判定方法、疲劳作用对氯离子临界浓度值的影响以及提高氯盐环境受疲劳作用钢筋混凝土结构使用寿命的新方法。本项目旨在揭示疲劳作用对混凝土中氯离子扩散和临界氯离子浓度影响的规律和机理，为氯盐环境受疲劳作用钢筋混凝土结构的设计和安全度分析提供科学依据。

研究混凝土中的氯离子扩散和临界氯离子浓度对确保氯盐环境钢筋混凝土结构的安全运行、准确预测和提高工程使用寿命具有十分重要的意义。本项目从影响氯盐环境钢筋混凝土结构使用寿命最为关键的氯离子扩散系数和临界氯离子浓度入手，针对影响较大而研究又少的疲劳作用这一因素，分模拟溶液和混凝土两个层次，研究了拉伸、压缩和弯曲疲劳作用对氯离子扩散系数和临界氯离子浓度影响的理论、测试方法和定量计算模型，探索了提高氯盐环境钢筋混凝土结构使用寿命的新方法，研究内容包括混凝土的疲劳损伤、疲劳作用荷载形式和损伤程度对氯离子扩散的影响及其敏感性、考虑疲劳作用影响的氯离子扩散模型、钢筋脱钝检测和判定方法、疲劳作用对氯离子临界浓度值的影响以及提高氯盐环境受疲劳作用钢筋混凝土结构使用寿命的新方法。项目在混凝土疲劳损伤定量表征方法、疲劳作用对氯离子扩散系数和临界氯离子浓度影响的机理、规律、测试方法和定量计算模型等方面取得了创新成果。项目揭示了疲劳作用对混凝土中氯离子扩散和临界氯离子浓度影响的规律和机理，为氯盐环境钢筋混凝土结构设计和安全度分析提供了科学依据。项目共发表论文48篇，其中SCI收录论文28篇、EI收录论文5篇、核心论文15篇，申请发明专利5项（4项已获授权），培养博士2名，硕士5名。