混凝土材料具有抗压强度高、耐久性好的特点,是土木工程领域应用最广泛的结构材料之一.然而,发达国家基础设施的建设和服役经验表明,混凝土工程仍然遭环境侵蚀作用而发生耐久性失效;近年来,我国也有大量的混凝土工程耐久性失效的事例.混凝土工程的耐久性及其对工程结构安全性的影响研究已经成为结构工程和建筑材料学科领域的重要研究课题之一.混凝土的耐久性失效主要包括:氯化物侵蚀、混凝土碳化、混凝土冻融破坏、碱-集料反应、硫酸盐侵蚀等.目前,高性能混凝土因其具有较高的强度和较好的耐久性能而得到广泛研究和应用,并使建造"长寿命"建筑结构成为可能.研究高性能混凝土耐久性性能指标与结构服役寿命之间的关系,是发展"长寿命"建筑结构及其分析设计方法的关键.本文针对城市建筑结构服役环境特点,重点研究了掺加粉煤灰高性能混凝土结构的抗渗性和抗碳化性能与其服役寿命之间的关系,主要内容包括:(1)分析氯离子侵蚀混凝土的机理,揭示粉煤灰改善混凝土抗氯离子渗透的原因;针对沿海城市不同氯离子侵蚀环境,采用修正的Fick定律,利用有限差分方法,研究不同粉煤灰掺量、不同粉煤灰品质、不同引气量、不同强度等级的粉煤灰高性能混凝土结构氯离子侵蚀演化规律,预测基于氯离子侵蚀灾害粉煤灰高性能混凝土结构服役寿命.(2)分析粉煤灰高性能混凝土碳化的机理;模拟快速碳化试验条件,采用Papadakis碳化深度预测模型计算不同配合比的粉煤灰高性能混凝土快速碳化条件下的碳化演化规律,并与试验结果比较;然后,采用该模型预测自然条件下,不同相对湿度、不同配合比的粉煤灰高性能混凝土碳化深度演化规律,预测基于碳化灾害的粉煤灰高性能混凝土结构的服役寿命.(3)建立粉煤灰混凝土氯离子扩散系数与其抗压强度之间的关系及粉煤灰混凝土快速碳化试验28d碳化龄期碳化深度与其抗压强度之间的关系,并通过抗压强度建立粉煤灰混凝土氯离子扩散系数与快速碳化试验28d碳化龄期碳化深度之间的关系,从而为发展钢筋混凝土结构强度与耐久性统一设计方法奠定基础.