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系统的总结了国内外混凝土材料和结构耐久性现状及耐久性研究发展现状,明确了既有混凝土材料与结构耐久性评价是一个迫切需要解决的课题。针对海潮影响区环境特点,提出了海潮区既有混凝土材料与结构耐久性评价技术的主要研究内容和技术路线。
通过现场检测分析,提出海潮影响区混凝土材料和结构耐久性的主要病害形式为氯离子侵蚀诱发的钢筋腐蚀。
通过对钢筋混凝土材料和结构现场检测数据分析与实际状态对比,针对海潮影响区环境特点,建立了包括氯离子扩散系数、混凝土均匀性、裂缝工况、混凝土电阻率、空鼓起翘剥落、蜂窝麻面、钢筋表面氯离子浓度、氯离子侵蚀深度、钢筋锈蚀程度等指标的海潮影响区混凝土材料与结构耐久性评价指标体系。
通过试验检测、理论分析和对现有研究成果的总结,研究了海潮影响区混凝土结构钢筋腐蚀的氯离子临界浓度取值。针对山东省海潮区环境特点和既有混凝土桥梁材料,提出氯离子临界浓度在大气区为0.13%(占混凝土重)、在浪溅区和水位变动区为0.07%(占混凝土重);分析了混凝土电阻率和钢筋半电池电位等两个无损检测指标检测值与混凝土材料和结构耐久性状态的对应关系。基于此,提出了各指标的评价分级标准。
利用层次分析法(AHP)建立了钢筋混凝土材料和结构耐久性评价的层次结构模型。针对海潮区混凝土桥梁结构,建立了指标层、准则层、单个构件层、构件层、结构层、整体结构等六个层次的材料与结构耐久性评价模型。通过对海潮影响区混凝土桥梁养护管理部门多位专家的调研,利用AHP法构造判断矩阵,提出了适合于海潮影响区各因素基础权重系数。
根据模糊评价方法的一般原理,结合混凝土材料和结构耐久性评价的特点,选择主因素突出型算子对作为模糊综合评价过程中的技术手段,分别建立了定性指标和定量指标的隶属函数,采用加权平均法对模糊评价集的信息进行分析,建立了一套完整的海潮影响区既有混凝土桥梁材料和结构耐久性评价的模糊评价方法。
应用建立的评价方法分别对一座位于海潮区环境的混凝土桥梁的主梁、盖梁、混凝土柱的大气区部分、浪溅区部分、水位变动区部分进行了耐久性评价。针对不同的耐久性评价结果,对不同构件和部位分别采取了相应的耐久性维护材料和施工工艺。