海洋干湿交替区混凝土结构的人工气候模拟加速试验设计

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发布时间：2021-09-16

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海洋干湿交替区混凝土结构的
人工气候模拟加速试验设计
刘奇东，刘荣桂，姜慧，滕斌s，陆春华’
(1．江苏大学土木工程与力学学院，江苏镇江212013；2．徐卅IS程学院土木T程学院，江苏徐州221I11
3．江苏金土木建设集团有限公司，江苏苏州215505)
摘要：为r解决海洋环境下。{ 湿交替区(浪溅区、潮差区)混凝土结构耐久性试验的相似性问题，以海洋环境中受氯盐侵蚀的
实际工程为背景，分析f湿交替区中氯离子在混凝土中的侵蚀机理和现场环境参数(氯离子质量分数、温度、湿度、}：湿循环等)
埘其侵蚀的影响。埘该区域现场环境参数进行模拟并改变这些参数来提高氯盐侵蚀速，卒以制定加速试验力案采川陔试验方案
可以快速有效地得m海T混凝土结构的耐久性能退化规律，并为该类结构的人工气候模拟试验提供借鉴
关键词：海洋环境；于湿交替；混凝土结构；人工模拟；相似性
中图分类号： TU528．叭文献标志码： A 文章编号： 1002—3550(20l3)1l一0050—03
Artificial climate simulation acceleration test design of concrete structure in
wet-dry cycling zone of marine environm ent
LIUQidong ，LJURonggui ，JIANGHui ，TENGBin ，LUChunhua‘
(1．FacultyofCivilEngineering andMechanics，JiangsuUniversity，Zhenjiang212013，China；2．School ofCivilEngineering，Xuzhou
Institute ofTechnology，Xuzhou221111，China；3．JiangsuGoldCivilConstructionGroupCo．，Ltd．，Suzhou215505，China)
Abstract： Inorderto solvetheproblemofsimilarityconcrete structuredurabilitytestinalternatingwetanddryarea(splash zone，tidal zone)
Of the marine environment，we analyze the influence of the chloride ion erosion mechanism and on—site environmental parameters【mass
fraction of chloride ions，temperature，humidity，wet and dry cycle，etc．)in alternating wet and dry areas based on the actual engineering
corrode of chloride in concrete in marine environment．To simulate and change the environmental parameters of the field to improve the
rate of chloride ion erosion，formulated to accelerated test programs．This test programs can degenerate rule of durability of marine struc—
ture quickly and effectively and provide a reference for the artificial climate modeling of marine structures in the future．
Keywords： marine environment；alternation ofwettinganddrying；concrete structure；artificial simulation；similarity
0 引言
人T气候模拟加速试验方法是通过多功能气候试验
室人为地控制某一种或几种因素来模拟自然气候环境使
试件加速耐久性退化的一种试验方法。该试验方法具有试
验周期短、试验条件控制严格、重现性好、成本和复杂程度
低、结果可靠性较高等优点[1]。海工?昆凝土结构长期在侵蚀
环境(如碳化、氯盐侵蚀、冻融、疲劳荷载等)的作用下，结
构材料内部会现损伤并逐渐积累，尤其是在高应力状态
下，力筋应力腐蚀、氢脆腐蚀现象突出，其结构破坏形式表
现为无任何先兆的脆性破坏，这是一个不可逆的过程。而其
中氯盐的侵蚀作用是海_lr混凝土结构破坏最主要的因素回。
金伟良[21等人提出『多环境时间相似理论，该理论以
环境相似性为试验基础，时间相似性为试验结果，可以有
效的通过室内试验建立与现场环境卜混凝上结构的时『uJ
相似关系来指导T程实际设计和顶测实际I 程的耐久寿
命。本研究以连云港某港口为例对海洋环境卜受侵蚀最严
重的f湿交替区的侵入机理与环境影响参数进行分析，提
I叶J l『一种有效的模拟现场环境的加速试验方案来研究混
凝土结构的耐久性能。
1 干湿交替区混凝土中c1一输运模型及环境
影响因素的确定
在于湿交替状态下，混凝土内孔隙水由于f湿交替作
用会在孔隙内部形成渗流，氯离子随孔隙液存混凝土内部
形成对流现象，这与我们常用的单纯假设浓度扩散的模型
是不相符的。建立干湿交替作用下氯离子在混凝土中的输
运模型，需要考虑孔隙水形成的渗流与离子浓度场对氯离