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沿海混凝土结构耐久性理论及应用技术

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研发背景
混凝土是应用最广泛的建筑材料。长期以来,人们误认为混凝土是非常耐久的,但国内外的工程实践表明,混凝土服役寿命的过早衰减和失效已成为世界性的难题,引起国内外混凝土科学与工程界的密切关注。

应用范围
建筑行业。

技术路线及原理
1)全面系统深入;在系统研究沿海混凝土结构全过程性能劣化演变的基础上,提出了多因素环境作用下耐久性各个过程的极限状态关系及其概率特征,建立动态的结构服役时间的Markov 过程,形成混凝土结构耐久性时变可靠度计算方法;
2)快捷准确:提出了一整套用交流电测量混凝土渗透性的试验方法和评定标准,解决了混凝土渗透性试验受温升和极化反应影响的问题,具有试验时间短,适用范围广的优点,同时,提出了用混凝土粉末水溶液代替孔溶液的化学成分对电测混凝土渗透性结果进行修正的方法。

技术特色
本课题提出了一整套用交流电测量混凝土渗透性的试验方法和评定标准,解决了混凝土渗透性试验受温升和极化反应影响的问题,具有试验时间短,适用范围广的优点,提出了基于Markov 过程的混凝土耐久性失效和寿命预测的概率路径法(PPM),建立了概率路径法与模糊综合评判理论相结合的结构体系耐久性评估方法,形成混凝土结构耐久性评估理论体系,并通过试验研究提出了沿海地区混凝土结构的防护与修复综合技术。

经济效益分析
根据统计,美国每年由于混凝土腐蚀所造成的经济损失可占到GDP 的4%(约4000 亿美元)。我国混凝土结构耐久性问题也很严峻,通常沿海混凝土结构经过10-15 年就需要大修,一般寿命不足30 年。这已构成了"全球性的混凝土耐久性危机",对土木工程的可持续发展形成严峻的挑战,严重威胁着人类的生存与发展。而目前我国正在进行着空前规模的基本建设,沿海地区集中了大量重大工程建设项目,确保沿海混凝土结构的安全耐久性刻不容缓。