[发明专利]一种氯盐环境作用下装配式混凝土及其结合界面设计方法

说明书

本发明公开了一种氯盐环境作用下装配式混凝土及其结合界面设计方法，涉及装配式建筑技术领域。所述方法包括：获取第一基体的第一氯离子扩散系数、第二基体的第二氯离子扩散系数、第一基体和第二基体之间的结合界面层的第三氯离子扩散系数；采集结合界面层的最大粗骨科直径；以得到结合界面层的氯离子浓度达到腐蚀临界浓度时氯离子的实际传输距离、锯齿状结合界面的锯齿的角度和高度；最终构建锯齿状结合界面。本发明通过量化确定混凝土结合界面的氯离子扩散系数和混凝土结合界面的粗糙度参数，能够定量指导结合界面的处理参数，能够更有效地提高、指导、控制施工质量，显著延长装配式混凝土结构的耐久性和使用年限。

技术领域

本发明涉及装配式建筑技术领域，尤其涉及一种氯盐环境作用下装配式混凝土及其结合界面设计方法。

背景技术

混凝土结合界面广泛存在于混凝土结构中，如混凝土浇筑过程中的施工缝、沉降缝和伸缩缝等结构缝、预制构件湿法安装过程中的拼接缝以及结构修复加固中新旧混凝土的接缝等。混凝土结合界面由不同混凝土基体、界面层以及界面钢筋共同构成。界面层附近不同混凝土基体的材料性能和水化程度不同，界面层存在变形协调问题，在荷载和收缩作用下，容易形成薄弱环节；另一方面，这些薄弱界面层为有害物质提供了便捷的传输途径，加速了界面钢筋的腐蚀，腐蚀产物的体积膨胀将加剧结合界面损伤，导致结构在结合界面附近耐久性降低甚至失效。由混凝土结合界面耐久性不足引起的失效案例屡见不鲜，严重地影响了结构的适用性能，并威胁结构的安全服役。

在海洋环境下，装配式混凝土结合界面容易受到氯离子侵蚀而导致钢筋发生腐蚀，严重影响混凝土结构的耐久性能，甚至危害结构的安全服役。因此，氯盐环境作用下混凝土结合界面的耐久性能和安全服役是关系混凝土结构能否长效工作的重要基础，对延长结构使用寿命，实现土木工程可持续发展具有重要的科学意义和社会价值。

发明内容

本发明目的在于，提供一种氯盐环境作用下装配式混凝土及其结合界面设计方法，通过量化确定混凝土结合界面的氯离子扩散系数和混凝土结合界面的粗糙度参数，以提升装配式混凝土结构结合界面的耐久性能。

为实现上述目的，本发明实施例提供一种氯盐环境作用下装配式混凝土，包括第一基体和第二基体；所述第一基体和所述第二基体之间的结合界面呈锯齿状；所述结合界面的锯齿的高度和角度，通过所述第一基体和所述第二基体两侧混凝土的氯离子扩散系数，及所述第一基体和所述第二基体之间的结合界面层的氯离子扩散系数获得。

优选地，所述结合界面的锯齿的高度和角度，还与结合界面层的最大粗骨科直径相关联。

本发明实施例还提供一种氯盐环境作用下装配式混凝土的结合界面设计方法，包括：

获取第一基体的第一氯离子扩散系数、第二基体的第二氯离子扩散系数、第一基体和第二基体之间的结合界面层的第三氯离子扩散系数；

采集结合界面层的最大粗骨科直径；

基于表面离子浓度和初始离子浓度，并根据所述第一氯离子扩散系数、所述第二氯离子扩散系数、所述第三氯离子扩散系数和所述最大粗骨科直径，得到结合界面层的氯离子浓度达到腐蚀临界浓度时氯离子的实际传输距离；

基于所述实际传输距离，并根据所述第一氯离子扩散系数、所述第二氯离子扩散系数、所述第三氯离子扩散系数和所述最大粗骨科直径，得到锯齿状结合界面的锯齿的角度和高度；

根据所述角度和所述高度构建锯齿状结合界面。

优选地，所述第一氯离子扩散系数、所述第二氯离子扩散系数和所述第三氯离子扩散系数是通过对混凝土试件进行RCM试验获得的，所述RCM试验包括：

取浇筑并养护完成后的第一基体普通混凝土芯体试件、第二基体普通混凝土芯体试件、结合界面层混凝土芯体试件各若干个，并将试件切割成较小的标准试块；