混凝土结构使用寿命预测模型研究综述
何文敏 ，
(1 陕西铁路工程职业技术学院，渭南714000；2 长安大学材料科学与工程学院，西安710064)
摘要 纵观当前混凝土结构使用寿命预测模型的研究，分别从基于碳化的寿命预测模型、基于氯离子扩散导
致钢筋锈蚀的寿命预测模型及基于混凝土损伤的寿命预测模型3方面介绍了该领域的研究进展，提出在实际使用期
内，结构往往要经历小修、中修或大修使得结构可靠度相应提高或结构劣化速度减缓，因此建筑结构的寿命预测还应
考虑维修历史和效果。
关键词 混凝土结构使用寿命预测模型
State of Service Life Prediction M odels of Structural Concrete
HE W enmin ，
(1 Shaanxi Institute of Railway Engineering Technology，W einan 714000；2 School of Materials Science and
Engineering，Chang’an University，Xi’an 710046)
Abstract According to the state of service life prediction models of structural concrete，the development of the
service life prediction models of structural concrete is introduced through three aspects which are based on the carboni—
zation theory models，chloride diffusion models and damage theories models．Service life prediction should concern of
the history and effect of restoration as the structural concrete would be repaired more or less during the serviceable
lire．
Key words structural concrete，service life，prediction models
混凝土的耐久性是其抵抗大气影响、化学侵蚀和其他劣
化过程而长期维持其性能的能力。在结构设计中，耐久性被
看成是结构所需的一种功能而不是其固有的内在性能，所以
耐久性又被定义为结构及其部件在各种可能导致材料性能
劣化的外加因素作用下、并在预期的使用年限内维持其所需
功能的能力。而结构及其部件的使用年限(或工作寿命)则
是建造完工或生产制成以后，在预定的使用和维修条件下，
所有功能均满足预定要求的期限Ⅲ1]。
如何对混凝土进行寿命预测及评估是一个尚未解决的
国际重大科技问题，实现混凝土的寿命预测、评估以及耐久
性设计必将有力推动混凝土科技的发展。为此，国内外学者
在混凝土寿命预测领域进行了广泛深入的研究。
1 混凝土寿命预测模型
近年来许多学者尝试建立各种破坏因素导致混凝土劣
化和钢筋锈蚀的定量关系，以此作为建立混凝土使用寿命预
测模型的方法和手段，从而在混凝土耐久性定量化研究和使
用寿命预测中取得了很大进展。目前单因素作用下混凝土
使用寿命的预测模型主要有碳化模型和氯离子扩散模型，经
过几十年的研究，已基本形成了统一的理论体系，并具有了
一定的应用价值。混凝土的耐久性试验方法及其寿命预测
模型必须与使用环境相似或相同才具有较高的预测精度和
可靠性，正确评估和准确预测混凝土在特定环境下的使用寿
命已成为混凝土耐久性研究的热点，特别在冻融、盐冻、硫酸
盐、碱骨料反应、应力等双重和多重破坏因素共同作用下的
混凝土耐久性与寿命预测等方面已有许多创新性研究成果。
1．1 基于碳化的寿命预测模型
2O世纪60年代，国际上一些发达国家就开始对混凝土
的碳化进行了大量的试验研究及理论分析。国内则从2O世
纪8O年代开始了混凝土的碳化和钢筋锈蚀研究，通过快速
碳化试验研究、长期暴露和工程调查，研究了混凝土碳化的
影响因素与碳化深度预测模型。
当前关于混凝土碳化寿命预测模型，主要是基于Fick定
律的推导，即碳化深度与碳化时间的平方根成比例D—
n ；基于长期试验和快速试验，牛荻涛等Ⅲ3“ 对其进行了
修正，即D —at 。
此外，中国建科院建立了综合考虑水泥用量、水灰比、粉
煤灰掺量、水泥品种、骨料品种、养护方法的多系数碳化深度
预测公式，即：
D—kck &kk k a,／／ (1)
式中：k 为水泥用量影响系数；是 为水灰比影响系数；k 为粉
煤灰取代量影响系数；忌为水泥品种影响系数； 为骨料影响
系数；忌 为养护方法影响系数；模型给出各种系数经验取值。
黄土元等_5 考虑水泥用量、水灰比建立了碳化预测模

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