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抗冻融侵蚀是混凝土材料耐久性的重要方面。特别是在我国西北地区,由于所处特殊的地理环境及气候条件,土地盐碱化程度高,水工、桥梁等混凝土建筑物常因为冻融侵蚀而造成表面剥落、内部开裂等破坏,严重影响着混凝土结构的正常使用。本文选取西北景电灌区水工混凝土建筑物为研究对象,通过现场调研,X光谱衍射、化学分析等手段明晰了混凝土建筑物的主要侵蚀介质,依据相关规范试验设计了不同水胶比、不同含气量及粉煤灰掺量的7组混凝土试件,清水、3%NaCl、5%Na2SO4、5%Na2SO4+3%NaCl混合溶液4种不同冻融介质,采集质量损失率、相对动弹性模量、抗压强度及超声波波速4种耐久性评价指标,通过绘制随冻融循环次数增加各指标的变化趋势曲线及混凝土内部缺陷示意图,揭示了冻融循环及盐离子耦合作用下水工混凝土材料劣化损伤规律。为进一步探明水工混凝土各影响因素对其材料耐久性的重要程度,本文采用模糊可拓层次分析法,以比例区间代替单一比例值,选取冻融循环、氯盐腐蚀、钢筋锈蚀、碱集料反应、碳化作用5大指标及20个次级指标建立了混凝土材料耐久性综合评价指标体系,计算了各级指标权重排序,同时确定各指标隶属度,采用二级模糊数学综合评价法对各指标进行综合评价,最终得出某渡槽材料耐久性评价等级。基于二参数的威布尔分布理论,以试验所得数据为基础,以动弹性模量损失率表征混凝土损伤度,通过最小二乘法拟合威布尔分布参数值,并根据室内外冻融循环次数之间的关系计算各组混凝土试件的材料使用寿命预测值。经与混凝土抗冻安全性初步设计对比,对混凝土材料配和比进行优化设计。课题受河南省科技创新杰出人才计划“基于侵蚀冻融复合作用的水工混凝土结构耐久性衰减规律研究(174200510020)”支持,通过室内加速试验及理论方法分析,主要得出如下结论:(1)水胶比、含气量对混凝土的抗冻耐久性影响较大,适量的掺加粉煤灰可以提高混凝土的密室程度,但不宜过多。冻融介质对混凝土抗冻耐久性影响程度由强到弱依次排序为:3%NaCl>5%Na2SO4+3%NaCl>5%Na2SO4>清水。(2)混凝土材料耐久性破坏形式的权重排序为,钢筋锈蚀(0.399)>冻融破坏(0.298)>氯盐腐蚀(0.185)>碱集料反应(0.093)>碳化作用(0.025)。混凝土材料耐久性各影响因素综合权重的排序依次为,Cl-浓度(0.32)>水灰比(0.20)>温度湿度(0.19)>含气量(0.10)>PH环境(0.05)>矿粉掺和料(0.04)>碱含量(0.031)>骨料活性(0.03)>冻结温度(0.02)>饱水程度(0.01)>电阻抗(0.01)>CO2浓度(0.01)>覆盖层厚度(0.00075)。(3)运用二级模糊数学综合评价法,最终得出某渡槽的混凝土材料耐久性等级为二级。(4)基于威布尔分布理论得出混凝土材料冻融条件下的寿命预测模型,并根据室内外冻融循环次数之间的关系计算各组混凝土试件的材料使用寿命预测值。经与混凝土抗冻安全性初步设计对比,对混凝土材料配和比进行优化设计。