第1章 绪论 1
1.1 海工混凝土结构的耐久性劣化行为 2
1.2 耐久性劣化过程及影响因素 3
1.2.1 氯离子侵蚀导致的钢筋锈蚀 3
1.2.2 混凝土碳化引起的钢筋锈蚀 10
1.2.3 环境盐类对混凝土的腐蚀作用 12
1.2.4 混凝土内部膨胀反应——碱集料反应 13
1.2.5 混凝土内部膨胀反应——硫酸盐反应 15
1.2.6 冻融循环对混凝土的破坏 16
1.3 我国典型海水腐蚀环境分析 18
1.3.1 水文气候条件 19
1.3.2 环境腐蚀介质情况 20
1.4 我国典型海水腐蚀环境下混凝土结构耐久性 22
1.4.1 海工混凝土构件腐蚀情况 22
1.4.2 混凝土碳化情况 25
1.4.3 混凝土中氯离子渗透情况 26
1.4.4 混凝土中钢筋锈蚀临界氯离子浓度 30
1.5 海工混凝土结构耐久性研究现状 32
1.5.1 荷载与大气环境综合作用下混凝土碳化研究 33
1.5.2 荷载作用下混凝土中氯离子扩散行为研究 33
1.5.3 荷载作用下混凝土抗冻融性能研究 34
参考文献 35
第2章 实体工程混凝土结构应力水平调查与分析 41
2.1 概述 41
2.2 实体工程混凝土结构应力水平分析 41
2.2.1 天津港北港池5#～7#集装箱码头 42
2.2.2 天津港南疆港区专业化矿石码头 48
2.3 结构应力的现场检测与分析 52
2.3.1 惠州华德石化码头 52
2.3.2 中船大岗基地码头 56
第3章 混凝土构件荷载和环境耦合试验方法 59
3.1 概述 59
3.2 荷载类型分析 61
3.3 静荷载试验方法 63
3.3.1 静荷载设计思路 63
3.3.2 静荷载加载装置结构设计 65
3.3.3 应力松弛问题的解决 70
3.4 动荷载试验方法 72
3.4.1 动荷载与氯离子耦合试验装置的设计与制作 72
3.4.2 动荷载试验参数的选择和混凝土构件的设计 76
参考文献 78
第4章 恒定荷载与氯盐耦合作用下混凝土耐久性劣化进程及损伤行为 80
4.1 概述 80
4.2 原材料和试验方法 82
4.2.1 试验原材料 82
4.2.2 混凝土配合比设计及拌制 82
4.2.3 混凝土试件的加载和试验 84
4.2.4 混凝土试件氯离子含量的测定 84
4.3 恒定荷载作用下氯离子在混凝土内渗透情况 86
4.3.1 弯拉荷载对混凝土内氯离子浓度分布的影响 86
4.3.2 单轴压荷载对混凝土内氯离子浓度分布的影响 94
4.4 恒定荷载对混凝土氯离子扩散系数的影响 102
4.4.1 弯曲荷载对混凝土氯离子扩散系数的影响 102
4.4.2 混凝土氯离子扩散系数的弯曲荷载影响因子 106
4.4.3 单轴压荷载对混凝土氯离子扩散系数的影响 107
4.4.4 混凝土氯离子扩散系数的轴压荷载影响因子 110
4.5 荷载对混凝土氯离子扩散系数的影响机理分析 114
4.5.1 弯曲荷载对混凝土界面过渡区的影响 114
4.5.2 荷载对浆体试件孔隙结构的影响 116
参考文献 117
第5章 恒定荷载与盐冻耦合作用下混凝土耐久性劣化进程及损伤行为 119
5.1 概述 119
5.2 试验方法 120
5.3 盐冻耦合作用对混凝土质量和动弹模量的影响 122
5.3.1 盐冻对混凝土质量变化的影响 122
5.3.2 盐冻对混凝土动弹模量变化的影响 123
5.4 荷载与冻融耦合作用下氯离子在混凝土中渗透情况 124
5.4.1 弯曲荷载与冻融耦合作用对混凝土氯离子浓度分布的影响 124
5.4.2 压荷载与冻融耦合对混凝土氯离子浓度分布的影响 126
5.5 荷载与冻融耦合作用对混凝土氯离子浓度扩散系数的影响 128
5.5.1 弯曲荷载与冻融耦合作用对混凝土氯离子扩散系数的影响 128
5.5.2 压荷载与冻融耦合对混凝土氯离子扩散系数的影响 132
5.6 混凝土氯离子扩散系数的荷载与盐冻耦合影响因子 134
5.6.1 弯曲荷载与盐冻耦合作用的影响因子 134
5.6.2 压荷载与盐冻耦合作用的影响因子 135
5.7 冻融循环对混凝土氯离子浓度扩散系数的影响分析 139
5.7.1 冻融对浆体试件孔隙结构的影响 139
5.7.2 荷载和冻融耦合对混凝土界面过渡区的影响 141
参考文献 142
第6章 交变荷载与氯盐耦合作用下混凝土结构耐久性劣化进程及损伤行为 144
6.1 概述 144
6.2 交变荷载与氯盐耦合作用试验方案 146
6.2.1 荷载水平和交变频率 146
6.2.2 构件成型及加载试验环境 146
6.3 交变荷载作用下氯离子在混凝土中渗透情况 148
6.3.1 交变荷载应力水平对氯离子渗透的影响 148
6.3.2 交变荷载加载频率对氯离子渗透的影响 149
6.4 交变荷载对混凝土结构氯离子扩散系数的影响 151
6.5 交变荷载对混凝土结构耐久性影响机理分析 153
参考文献 157
第7章 结构裂缝对混凝土耐久性劣化进程及损伤行为 158
7.1 概述 158
7.2 混凝土构件结构裂缝的制作 161
7.3 裂缝宽度对氯离子在混凝土中渗透的影响 164
7.3.1 裂缝宽度对浪溅区混凝土氯离子浓度分布的影响 164
7.3.2 裂缝宽度对水位变动区混凝土氯离子浓度分布的影响 168
7.4 裂缝宽度对混凝土氯离子扩散系数的影响 172
7.4.1 裂缝宽度对浪溅区混凝土氯离子扩散系数的影响 172
7.4.2 裂缝宽度对水位变动区混凝土氯离子扩散系数的影响 173
7.4.3 混凝土氯离子扩散系数的裂缝影响因子 175
7.5 裂缝宽度对混凝土内钢筋锈蚀起始时间的影响 178
7.5.1 混凝土试件的制作及钢筋腐蚀的检测方法 178
7.5.2 裂缝宽度与混凝土内钢筋开始锈蚀时间 178
7.6 裂缝宽度对混凝土内钢筋锈蚀率的影响 180
7.6.1 室内试验 180
7.6.2 华南海洋环境暴露试验研究 182
7.6.3 裂缝宽度对混凝土中氯离子渗透及钢筋锈蚀的影响机理分析 186
参考文献 188
第8章 荷载-环境多因素耦合作用下混凝土结构耐久性寿命预测 190
8.1 概述 190
8.2 耐久性设计方程 191
8.2.1 海工混凝土结构耐久性极限状态的规定 191
8.2.2 海工混凝土结构耐久性设计方程 193
8.2.3 设计方程变量确定 194
8.3 考虑荷载的混凝土结构耐久性寿命预测模型 198
8.3.1 恒定静荷载作用下的混凝土结构耐久性寿命预测模型 198
8.3.2 恒定荷载-冻融-氯盐三因素耦合作用下的混凝土耐久性寿命预测模型 198
8.3.3 交变荷载-环境作用下的混凝土结构耐久性寿命预测模型 199
8.4 寿命预测算例 200
8.4.1 恒定静荷载作用下的混凝土结构耐久性寿命预测模型的算例 200
8.4.2 交变荷载-环境作用下混凝土结构耐久性寿命预测模型的算例 201
参考文献 202