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预应力混凝土结构耐久性是当今工程界普遍关注的问题,它不仅关系到结构自身的维护成本,而且与我国生态环境保护、节能减排等可持续发展战略密切相关。海工预应力混凝土结构长期处于海水侵蚀环境中,更易出现各种各样的耐久性问题。本文在国家自然科学基金项目“海工预应力混凝土结构耐久性试验相似理论探索与工程应用研究(51278230)”的资助下,对环境-时间相似模型及其在海工预应力混凝土结构中的应用进行了研究,主要内容如下: 1、根据经典相似理论及影响海工预应力混凝土结构耐久性的主要因素,建立了环境-时间相似模型,以氯离子扩散系数为纽带给出了室内加速模拟环境结构与现场实际环境结构之间的时间相似常数表达式,由此可通过室内加速试验,对现场已建结构进行剩余寿命预测,对拟建结构进行耐久性全寿命设计。 2、依据混凝土结构人工气候模拟试验室技术,基于相似理论建立了室内加速试验的方法(提高溶液浓度、增加干湿循环比例),根据连云港港口的实际环境,设计了不同区域(大气区、干湿交替区、水下区)的人工气候模拟加速试验方案。 3、采用人工气候模拟加速方法对16根预应力混凝土梁开展耐久性试验研究,通过测试不同试件的腐蚀电位、氯离子含量及抗弯承载力,发现预应力的施加和适量粉煤灰的添加改变了混凝土内部孔隙结构,有效降低了氯离子的侵蚀速率,降低钢筋锈蚀的概率。 4、对连云港港口4号泊位进行取粉并测试其内部氯离子浓度,计算出相应的等效氯离子扩散系数。依据给出的相似常数表达式,比较现场已建结构(此泊位的预应力混凝土结构)与相似环境下的室内试验构件的等效氯离了扩散系数,得出两者之间时间相似常数为5.99。