[发明专利]一种建立既有混凝土氯离子侵蚀寿命预测模型的方法

说明书

本发明涉及核电厂混凝土结构评估领域，特别是一种建立既有混凝土氯离子侵蚀寿命预测模型的方法。现有的混凝土室内耐久性试验参数大都采用业内通用的试验参数，该类试验适用于在工程设计阶段选取混凝土材料时衡量不同混凝土材料的耐久性能好坏，而对于核电厂既有混凝土结构，其材料参数已经确定，目前尚无基于混凝土结构现状来预测既有混凝土结构的预期寿命的方法。本发明包括步骤一：条件调研；步骤二：设计实验环境；步骤三：进行实验；步骤四：进行验证。本发明提出一种基于相似性理论，对混凝土试样进行氯离子加速侵蚀试验，并根据试验结果预测既有结构预期寿命的方法。

技术领域

本发明涉及核电厂混凝土结构评估领域，特别是一种建立既有混凝土氯离子侵蚀寿命预测模型的方法。

背景技术

钢筋混凝土结构是核电厂使用最为广泛的结构，我国核电厂均地处沿海地区，滨海地区的海洋性侵蚀性环境会导致核电厂构筑物钢筋混凝土过早地发生氯盐侵蚀、硫酸盐侵蚀、大气碳化，进而导致混凝土开裂剥落、钢筋锈蚀锈胀、涂层空鼓脱落等老化问题，给构筑物的耐久性(支承能力和包容能力)带来了严重的威胁，甚至将威胁核电厂的安全运行。近些年来，随着国内核电厂对安全重要构筑物监检测工作的日益重视和构筑物运行寿命的增加，安全壳、海工构筑物等安全重要构筑物也相继出现了类似的钢筋混凝土在侵蚀性海洋环境下结构失效的经验反馈报道，随着我国核电新建机组越来越多，且在运机组运行时间越来越长，核电厂安全重要构筑物在腐蚀性海洋环境下的耐久性问题也将会日趋突出。因此深入研究氯离子在电厂特定环境下的扩散规律和防护措施具有十分重要的价值和意义。

海洋环境中的混凝土结构在海水作用下，氯离子主要依靠扩散作用侵入混凝土，然而在海水干湿交替区域，如海洋环境中的潮差区与浪溅区，氯离子在混凝土表层的侵蚀机理较复杂，主要有混凝土表层的毛细管吸附作用、渗透作用、扩散作用等，而在深层仍以扩散作用为主。室内加速试验与现场试验用于混凝土结构耐久性研究己有很长时间，但是如何将室内加速试验结果与现场检测结果联系起来建立一套适用于特定环境的混凝土耐久性寿命预测模型，仍是目前混凝土结构耐久性研究的关键问题。现有的混凝土室内耐久性试验参数大都采用业内通用的试验参数，该类试验适用于在工程设计阶段选取混凝土材料时衡量不同混凝土材料的耐久性能好坏，而对于核电厂既有混凝土结构，其材料参数已经确定，如何对既有混凝土材料在实验室内施加比真实环境更加“恶劣”的试验参数，从而得到既有结构在真实环境下的寿命是本技术的核心。相似理论的提出就是为了建立模拟实验与现实环境之间的联系，通过相似比的内在关系来约束试验参数的选取，从而达到“模拟”研究对象在现实环境中的行为规律。

发明内容

目的

为了克服目前尚无基于混凝土结构现状来预测既有混凝土结构的预期寿命方法的问题，本发明提出一种基于相似性理论，对混凝土试样进行氯离子加速侵蚀试验，并根据试验结果预测既有结构预期寿命的方法。

技术方案

本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：

一种建立既有混凝土氯离子侵蚀寿命预测模型的方法，包括：步骤一：条件调研；步骤二：设计实验环境；步骤三：进行实验；步骤四：进行验证。

所述的步骤一：条件调研，具体包括：分为自然环境调查和混凝土设计参数调查两部分。自然环境调查包括：混凝土结构建成以来历史月度平均温度、平均湿度；海水潮汐周期、海水氯离子含量参数。所述的混凝土设计参数调查包括：调查收集混凝土的配合比、设计强度、钢筋保护层厚度为h。

所述的步骤二：设计实验环境，具体包括：(1)将环境分为大气区混凝土、干湿交替区混凝土、水下区混凝土三类；(2)分别设计水下区、干湿交替区和大气区三种室内氯离子加速侵蚀试验。

所述的水下区选择浸泡溶液的氯离子浓度和浸泡溶液的温度作为控制参数；干湿交替区选择浸泡溶液的氯离子浓度、浸泡溶液的温度，干湿循环时间比例作为控制参数；大气区选择盐雾中的氯离子浓度，盐雾试验温度作为控制参数。