海洋浪溅区混凝土结构耐久性研究及防护技术评估

海洋环境腐蚀造成的钢筋混凝土结构耐久性失效乃至破坏现象屡见不鲜，给社会带来了巨大的经济损失。针对此问题，采用实验室模拟试验和现场检测相结合方式，研究海洋浪溅区混凝土中氯离子传输规律，结合理论分析建立海洋浪溅区混凝土中氯离子传输模型，为混凝土结构耐久性寿命预测和耐久性设计提供理论依据。通过模拟试验研究海洋浪溅区混凝土中钢筋的临界氯离子浓度，考察干湿循环时间比例对临界氯离子浓度的影响。研究不同种类钢筋阻锈剂的作用效果，筛选出性能更为优良的钢筋阻锈剂种类，为钢筋阻锈剂的选取提供参考。通过涂装涂层混凝土的透气性、透水性及氯离子渗透试验，并结合混凝土微观结构分析，综合评估实施不同涂装方案后混凝土抗氯离子侵蚀性能，从而为实际结构的防护提供借鉴。该研究成果的应用将延长钢筋混凝土结构的服役寿命，降低全寿命周期成本，有利于节能减排和维护社会的可持续发展。

海洋环境中的钢筋混凝土结构常因腐蚀而过早发生耐久性失效乃至破坏，因此，钢筋混凝土的耐久性问题引起了全世界的高度关注，如何对海洋钢筋混凝土结构进行有效防护，延长其使用寿命，成为各国学者讨论的焦点。由此，本课题主要研究内容及结论如下：.设计制作了海洋浪溅区模拟装置；对混凝土中氯离子含量测试方法进行了对比分析；推导建立了干湿交替作用下混凝土中水分传输模型，并通过试验进行了验证；以水分传输模型和氯离子传输机理为基础，建立了非饱和状态下混凝土中氯离子扩散-对流模型，并通过干湿循环试验和浪溅区模拟试验进行了验证。.综合利用交流阻抗谱法、线性极化法和Tafel极化法对混凝土中钢筋开始锈蚀状态进行分析判断，结果表明，该方法可较为准确判断钢筋开始锈蚀的临界点，为临界氯离子浓度研究提供技术支持；根据浪溅区腐蚀特点，研究了干湿循环时间比例、循环周期、粉煤灰掺量对临界氯离子浓度的影响规律。结果表明，临界氯离子浓度随干湿循环时间比例的增加及干湿循环周期的增大，基本呈增大趋势，而随粉煤灰掺量的增加先增大后减小；随着干燥结束时混凝土饱和度的增大，临界氯离子浓度值降低。.研究了钢筋阻锈剂对混凝土性能的影响及对钢筋锈蚀的作用效果，重点分析了阻锈剂种类及添加方式对阻锈效果的影响。结果表明，混凝土中添加钢筋阻锈剂有利于提高其抗氯离子渗透性能及密实度，且同时添加内掺型和外涂型阻锈剂效果最为明显，其次分别为添加迁移型阻锈剂、内掺型阻锈剂；内掺型阻锈剂和迁移型阻锈剂均表现出良好的阻锈效果，其中迁移型阻锈剂效果更优，二者同时添加效果最佳。.研究了涂层对混凝土抗氯离子渗透性能以及抗水气渗透性能的改善作用，讨论了水胶比和粉煤灰的掺入对涂层作用效果的影响，并对不同涂层的作用效果进行了对比分析；通过涂层的基本性能试验对其耐久性能进行了评价。结果表明，成膜型涂料的抗渗透性能及耐盐雾、耐碱等性能均优于渗透性涂料；水胶比和粉煤灰的掺入对成膜型涂层混凝土的抗氯离子渗透性能影响甚微，涂层防护比降低水胶比更有利于提高混凝土的抗氯离子侵蚀性能。.