针对海洋氯化物环境下表面防护钢筋混凝土结构使用年限的预测方法

1.一种针对海洋氯化物环境下表面防护钢筋混凝土结构使用年限的预测方法，包括如下步骤：
（1）建立氯离子在表面防护层与原混凝土基材层中的扩散模型，该模型认为表面防护层与混凝土基材层各自为均匀的材料，且氯离子在各层中的扩散分别服从菲克第二定律，其中，C1为表面防护层中某处的氯离子含量；C2为混凝土基材层中某一深度处的氯离子含量；D1表面防护层中的氯离子扩散系数；D2混凝土基材层中的氯离子扩散系数；x为计算点距交界面的距离；t为扩散时间；
在两层材料交接处认为，表面防护层与混凝土基材层的氯离子浓度相同，且通过表面防护层的氯离子扩散通量与进入混凝土基材层的通量相同，
C1=C2
根据所列边界条件对模型进行求解，得到各层内氯离子浓度为：
1/2
其中，k=(D1/D2) ， C0为混凝土表面氯离子
浓度，l为表面防护层厚度，n为计算结果中所包含无穷数列的阶数，η为积分求算erfc(x)时的积分变量；
（2）获取表面防护层与混凝土基材层的氯离子扩散系数D1、D2，确定钢筋锈蚀的临界浓度Cmax与混凝土表面氯离子浓度C0；
（3）将参数代入模型，得到混凝土基材层中某一深度处氯离子浓度C2达到临界浓度Cmax时的扩散时间t，即为结构的使用年限；因参数l为表面防护层厚度，故此处C2即为钢筋表面处氯离子浓度。
2.如权利要求1所述的针对海洋氯化物环境下表面防护钢筋混凝土结构使用年限的预测方法，其特征在于：步骤（1）中建立的扩散模型，表面防护层厚度采用实际钻孔取芯的一组试样所测定的均值；基材层厚度取交界面至钢筋外边缘的最小距离，计算时取C2计算式中x为此距离。
3.如权利要求1所述的针对海洋氯化物环境下表面防护钢筋混凝土结构使用年限的预测方法，其特征在于：步骤（2）中，采用氯离子外加电场快速迁移方法测定表面防护层与混凝土基材层的氯离子扩散系数；根据结构所处环境因素确定混凝土表面氯离子浓度并确定钢筋锈蚀的临界浓度。
4.如权利要求1或2或3所述的针对海洋氯化物环境下表面防护钢筋混凝土结构使用年限的预测方法，其特征在于：步骤（3）中，计算时采用渐进的算法，指定一个求算结果可能落入其中的年限分布区间，采用二分法逐次代入表达式，计算所试算的使用年限内，钢筋表面氯离子浓度是否达到钢筋锈蚀的临界浓度，如未达到，继续趋近试算使用年限；如达到，则此步试算的使用年限即为结构的耐久性使用年限。

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