基于耐久性的混凝土壽命預測方法研究進展

陳靖升

通常情況下，混凝土厚度的離散性與其后期再進行使用過程中的承壓能力，呈現一種反向發展關系，這種現象已經普遍被所有混凝土施工者所接受，要想更好的提高整個施工的質量和效率，工作人員通常都會從保護層厚度的離散性著手，以科學合理的方式來對各個部門進行有效的管理。鑒于此，本篇文章對基于耐久性的混凝土壽命預測方法研究進展進行研究，以供參考。

基于耐久性;混凝土;壽命預測方法;研究進展

????

混凝土結構作為建筑中的重要組成部分，其耐久性能能夠直接決定其使用壽命。針對混凝土結構耐久性能方面的研究一直是相關部門的研究重點，而混凝土結構耐久性能試驗是判斷建筑混凝土結構耐久性能的有效途徑。在我國，針對混凝土結構耐久性能試驗研究中，普遍通過計算建筑混凝土結構硬度以及承載力的方式，測試建筑混凝土結構耐久性能。但由于混凝土結構耐久性能是一個變化的過程，會受到外界因素的干擾而改變，因此，必須以動態的視角進行混凝土結構耐久性能試驗。針對以往混凝土結構耐久性能試驗研究中的不足，本文設計一種建筑混凝土結構耐久性能試驗方法，通過試驗的方式，得出建筑混凝土結構耐久性能，為確保建筑混凝土結構安全提供專業性指導。

由于混凝土和混凝土內部構造之間存在緊密的聯系，因此相關工作人員在進行混凝土的耐久性研究工作之前，可以從構件的耐久性研究著手，從而可以有效地推動后期因素的落實以及系統之間的，性能的有效發揮。我國大部分的研究人員都將研究的重點放置于材料的劣化機理中，而且已經有許多的研究成果可供其他使用人員進行參考，這些研究成果可以有效的降低破壞劣化機理對整個材料耐久性所產生的影響，利用虛擬化的模型和相關的計算方式來提高整個材料的性能。在進行混凝土的性能參考和處理過程時，混凝土表面會吸入更多的碳化分子和相關的氯離子因素，最終可能會因為一些化學反應而產生銹蝕，最終可能會嚴重影響后期的耐久性提高。還有一些酸堿性物體以及溫度的變化而產生的混凝土影響過程，對于后期的計算而言，也有著一定的影響作用。在進行混凝土模型的耐久性計算過程時，由于可能會受到其他因素的影響而產生較高的不確定性，后期再進行實驗過程時，也無法對一些數據做桃落實，最終導致承載能力試驗的結果無法達到標準現象。而相關的工作人員在進行耐久力的研究時，都會忽視荷載作用對于整個材料的發展影響。一旦混凝土材料受到來自外界的壓力，尤其是這種高應力超出一般標準水平之后，后期的浮化作用將會進一步加劇。這些現象都在實驗室中已得到反復的實驗而得出的結論，所得在數據具有較高的真實性和準確性。

混凝土物質的耐久性會受到許多作用的影響而產生不同的化學反應，不僅可能會因為空氣之間的相互作用而產生碳化反應和氯離子侵蝕的現象，也會因為硫酸鹽和銹蝕而產生其他現象的侵蝕作用，大大降低整個混凝土的使用年限和使用質量，甚至可能會嚴重超出原有的質量水平，為整個企業帶來更多的經濟利益損失。而鋼筋的設計者在進行混凝土的耐久性評測和設計過程時，往往都會忽略鋼筋銹蝕的影響意義和后果。

由于組合材料的差異也會造成后期混凝土結構物質耐久性的不同，根據相關的規范要求，我們可以知道在進行水泥和水等相關物質材料的摻雜和對比時，同等材料的物質也會因為比例的不同而產生不同的混凝土強度，混凝土的后期強度與質量與前期的材料配比與參數的制定都有著緊密的聯系。其中，水膠比是指操作人員在進行混凝土的水量和凝膠材料的確定和參數明確時，每立方米用水與實際凝膠使用量的對比情況。

在進行混凝土耐久性的研究過程時，可能會因為一些外部因素而影響后期的研究結果，其中主要的影響因素有溫度，濕度和相關的酸堿性度，甚至對于來自外界環境的壓力以及循環程度，都有著一定的影響意義。國家規定的相關流程中，也利用不同的等級因子來將外部的因素做好明確的劃分，如表1所示，我們主要通過五個不同的因素以及相關的作用來分析影響混凝土耐久性的外部因素。

對于我國的西部欠發達地區而言，在進行土木工程的建設過程中，由于受到土地和周圍環境的影響，而嚴重限制工程結構耐久性的發揮，主要的外界環境問題表現在鹽漬土，土壤地質可能會對整個材料造成侵蝕狀態，而且西北地區由于地形地質的因素，無法獲得更多的降水，一天的溫差變化過高，甚至可能會因為物理因素中的熱脹冷縮現象而對混凝土物質的耐久性產生一定的影響。研究課題落實于格爾木察爾汗鹽湖，研究人員投入較多的精力和時間到當地的土木工程建設中，進行混凝土結構影響因素的研究，不僅在進行相關科學合理的指標制定，也會根據嚴酷的環境變化來進行相關腐蝕性和耐久性的測量，要根據時機的不同來進行不同指標的選取。而最后的研究結果，對于當地的工作人員，在開展土木工程的建設過程，具有較高的借鑒意義，可以有效地降低因鹽漬土環境對混凝土造成的損傷現象，操作方式較為簡便。由于我國地大物博，受到經緯度的影響而產生出不同的氣候特征，降水量和干濕度變化也具有較大的差異，而由于不同的地理狀態與當地的地質環境和氣候之間有著極其緊密的聯系，這種小范圍內的氣候變化可能會嚴重影響整個工程的施工發展，不同的標準也就無法將其嚴格的落實到某一個研究現象中，需要操作人員結合不同的參數對比來進行壽命的根本性分析預測。主要表現在東部地區在進行相關壽命預測方程的設計和參數的參考過程無法有效地應用于西部地帶，不僅可能表現在經濟和環境的不同，可能會受到當地實際溫差以及濕度的影響，都需要結合實際的狀況來進行模型的預測，為后期的施工提供基礎性的借鑒意義。而對于西部地帶的地形以及相關的混凝土運用的實際參考過程時，必須將當地的紫外線影響和硫酸鹽的影響考慮在內，才能夠真正的提高后期研究理論結果的精準度和準確性，甚至可以給一些其他結構的參考研究提供一定的借鑒影響。現階段，在進行混凝土的壽命預測和相關耐久性的分析過程時，首先要進行大量的信息收集和信息的對比，從中篩選出可能有利于后期模型建設的相關信息基礎。

（1）搭建混凝土在試驗室的耐力性檢驗方式系統以及檢驗水平。（2）設立差異化混凝土在各類冷凍、腐化等環境下損壞演化方式的基礎信息數據體系。（3）探究混凝土在冷凍以及腐化等環境下損壞數據與原料、配比以及維護環境間的關聯度。（4）設立混凝土的單一要素、多重要素損壞方式的線性分辨公式。（5）搭建混凝土在試驗室的迅速冷凍時長以及和項目周邊環境中運作時長的關聯。

（1）第一要確立現實項目在負荷、壓力以及氣候要素影響下的主要耐力性損壞要素。（2）結合項目的開展條件，優先選擇在試驗室開展的迅速耐力性檢驗策劃。關于北方區域：以往大氣暴露環境可以選擇開展（負荷+冷凍）雙重要素檢驗，地下構造如果沒有腐蝕劑能夠開展（負荷+冷凍）的雙重要素檢驗，可以進一步開展（負荷+腐化）或者（腐化+干濕）雙重要素以及（負荷+腐化+冷凍）的多重要素檢驗，腐化物質可以選擇現實環境水;關于冬季撒鹽除冰的高速公路以及城區橋梁，能夠開展（冷凍+3%質量濃度的NaCl液體腐化）雙重要素檢驗以及（負荷+冷凍+3%質量濃度的NaCl液體腐化）多重要素檢驗。關于南部區域：結合冷凍損壞的項目能夠開展（負荷+冷凍）的雙重要素檢驗，不結合冷凍損壞的項目以及地下構造能夠開展（負荷+腐化）的雙重要素檢驗。為了進一步強化損壞失效進程，獲取完整的損壞線路，需要進一步提升腐化物質的濃度，一般經常使用5%品質濃度的NaSO溶液或硫酸鹽以及氯鹽的混合。（3）依照現實原料、配比以及維護環境，對混凝土試件開展策劃，開展以上的多重要素耐力檢驗，獲取混凝土在迅速試驗環境下的損壞演練公式。

首先要開展不同外加直流電壓下的運作時間加速試驗，之后搭建起不同外加直流電壓和平均運作時間加速公式，但最終得出加速方程。把氯離子自然滲透的界限帶入到加速公式之內便能夠得到混凝土的評價運作時長。

得到了某港水位變化區域保護層厚度大約為50mm，鋼筋混凝土裸露10a的試驗數據，從第3a到第5a，10a，氯離子含量伴著時長的延伸不規則化增強。在氯離子600d自然滲透試驗之中，過了很長一段時間后，陽極液體之中的氯離子濃度伴隨著運作時間的增長呈現出上升狀況。試驗數據以及試驗結果需要相適應，所以，依照現階段模擬的公式，便能夠進一步預測氯離子運動所需要的時長。外部電壓的差異化，陽極液體中氯離子濃度達到邊界0.11524mol/L時所需要的時長，如表2所示。

從圖1最終能夠得到一個顯著的趨勢，即：伴隨著外加直流電壓的縮減，陽極液體之中的氯離子濃度達到0.11524mol/L所需要的時長進一步擴大。把圖六初中的五個點結合起來，便能夠獲取混凝土平均工作時長加速試驗的加速公式，和曲線相對應的公式稱作加速方程。

自然狀況下的邊界條件，陰極與陽極液體的氯離子濃度最高可達166.5mV，，假設陽極溶液之中的氯離子濃度達到0.11524mol/L時，陰極和陽極液體之中的氯離子濃度高達33.8MV，把這些帶入到圖1中的加速公式：

y=–3.7567t+20.481（2）其中：y為試件兩端的電壓數值（V）;t為試件平均運作時長的自然對數（h）。通過這些可以得出自然狀況下氯離子濃度達到0.11524mol/L時所需要的時長分別為223089.9h和231111.1h，即25.47a和26.38a。即：維護層厚度為25mm的混凝土的運作時長大約在25.47～26.38a之間。

本篇對于某區域混凝土耐力及運作時長預估方式開展解析，在某區域環境影響體系構建完成的前提下，依照混凝土構造的性質以及運作時長開展探究預估。數據表明，氯離子滲透通過非線性層次之后，陽極溶液這種氯離子的濃度會隨著時長的增加而變化。運用相關公式預估保護層厚度大約為25mm的混凝土總運作時長大約在25.47～26.38a之間。

結合以上所言，混凝土具備價格低廉，可塑性強的特質，是現在最受歡迎的原料之一。21世紀之后很多新型原料如雨后春筍般涌現，但是能夠肯定的是混凝土在之后較長的一段時間內依舊會使運用最為廣泛的構造。混凝土的大范圍運用，伴隨的問題也進一步出現，這之中耐力性問題較為顯著，所以對于鹽湖區域的混凝土來講，探究其耐力型以及運作時長是不可缺少的。研究人員可以提供更多的壓力與精力到日后的混凝土耐久性能的研究中，還要不斷地改進研究方式，從而可以實現混凝土結構的穩定性發展以及相關耐久性的有效提高，為后期的一系列研究都可以提供豐富的研究經驗。

[1]高升.基于耐久性的混凝土壽命預測方法研究進展[J].混凝土，2018（6）：25-30.

[2]胡軼平.基于現場檢測的混凝土耐久性壽命預測方法及數據系統[D].成都：西南交通大學，2018.

[3]劉志勇.基于環境的海工混凝土耐久性試驗與壽命預測方法研究[D].南京：東南大學，2018.

Under normal circumstances， the discreteness of concrete thickness and its pressure-bearing capacity during later use show a reverse development relationship. This phenomenon has been generally accepted by all concrete builders， and it is necessary to improve it better. For the quality and efficiency of the entire construction， the staff usually start from the discreteness of the thickness of the protective layer， and conduct effective management of each department in a scientific and reasonable way. In view of this， this article studies the research progress of durability-based concrete life prediction methods for reference.

durability-based; concrete; life prediction method; research progress