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对于受冻地区海洋环境下的钢筋混凝土结构,冻融循环引起混凝土内部产生微裂纹,增加了氯离子的传输通道,加速氯离子的侵蚀过程。当前,针对冻融循环对混凝土中氯离子传输影响的研究主要存在以下问题:在已有的氯离子传输模型中主要是根据室内快速冻融循环次数来修正氯离子扩散系数,一方面冻融循环对表面氯离子浓度的影响亦不可忽略,另一方面室内、外冻融循环过程的差异性导致模型的实用性较差,故应进一步建立可适用于实际工程的考虑冻融损伤对表面氯离子浓度和瞬时氯离子扩散系数时变特性共同影响的氯离子传输模型;已有研究中对冻结最低温度的取值较为单一(-18℃),考虑不同冻结最低温度对混凝土中氯离子传输特性的影响应值得进一步研究;由于室内快速盐冻试验的冻融周期相对较短(3h左右),无法真实模拟自然环境中氯盐侵蚀-冻融循环耦合作用对混凝土内氯离子侵蚀的影响,故应开展相应的室外试验来深入研究该问题。为了解决以上问题,本文采用理论分析和物理试验相结合的手段,提出采用冻融损伤程度指标来反映冻融循环对混凝土中氯离子传输特性的影响,分别探究了冻融循环次数、冻结最低温度和室外氯盐侵蚀-冻融循环耦合作用对混凝土冻融损伤程度的影响,据此建立了可适用于实际工程的考虑混凝土冻融损伤影响的氯离子传输模型。具体研究内容如下:(1)混凝土瞬时氯离子扩散系数Dins能够实时反映冻融循环引起的混凝土内部孔隙结构发生的变化特征,可用以研究冻融循环对混凝土中氯离子传输特性的影响。基于Fick第二定律经理论分析推导出混凝土瞬时氯离子扩散系数Dins与表观氯离子扩散系数Da之间的数学关系式,并提出瞬时氯离子扩散系数Dins的计算方法。通过开展RCM试验以及室内人工模拟海洋潮汐环境下的自然扩散试验,建立了氯离子扩散系数DRCM分别与Dins和Da之间的定量关系。(2)通过开展室内快速冻融循环试验和RCM试验分别探究了混凝土试件的抗冻性能和抗氯离子渗透性能。提出采用混凝土冻融损伤程度指标来反映冻融循环对混凝土中氯离子传输特性的影响,建立了混凝土冻融损伤程度指标与冻融循环次数之间的定量关系以及氯离子扩散系数DRCM与冻融损伤程度指标之间的定量关系。(3)通过开展室内快速冻融循环试验和人工模拟海洋潮汐环境下的自然扩散试验,探究了不同冻融循环次数后的混凝土试件内氯离子的传输规律。提出采用表面浓度冻融影响系数α和扩散系数冻融影响系数β来分别量化混凝土冻融损伤对表面氯离子浓度和瞬时氯离子扩散系数的影响,结合Fick第二定律建立了考虑混凝土冻融损伤影响的氯离子传输模型,并用试验结果验证了模型的正确性。(4)通过开展不同冻结最低温度条件下的室内快速冻融循环试验和人工模拟海洋潮汐环境下的自然扩散试验,研究了冻结最低温度对混凝土冻融损伤程度以及其内氯离子传输规律的影响。结合考虑混凝土冻融损伤影响的氯离子传输模型和混凝土冻融损伤程度随冻结最低温度的变化规律,建立了考虑混凝土冻融损伤和冻结最低温度影响的氯离子传输模型,并用试验结果验证了模型的正确性。(5)通过开展天津地区冬季室外自然冻融循环试验,探究了天然冻融循环条件以及室外氯盐侵蚀-冻融循环耦合作用下混凝土中氯离子传输规律。根据室内、外冻融循环过程中混凝土试件冻融损伤程度随冻融循环次数变化规律的对比,初步确定了混凝土抗冻性室内外关系。通过在考虑混凝土冻融损伤影响的氯离子传输模型中引入混凝土冻融损伤程度时变规律,建立了适用于室外氯盐侵蚀-冻融循环耦合作用下的混凝土中氯离子传输模型,并对模型进行了温度修正,最后用试验结果验证了修正模型的正确性。