基于凍融損傷的混凝土壽命預測研究進展

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(中國建筑材料科學研究總院 綠色建筑材料國家重點實驗室，北京 100024)

1 研究背景

混凝土作為使用最廣泛的建筑材料，能夠保持其長期穩(wěn)定性是科研工作者共同追求的目標，這就要求混凝土具有良好的耐久性。影響混凝土耐久性的因素分為內(nèi)部因素和外部因素，內(nèi)部因素主要包括膠凝材料用量、水灰比、骨料、外加劑用量和孔結(jié)構(gòu)等；外部因素主要是指混凝土所處的環(huán)境條件，包括溫度、濕度、腐蝕和應力等。分析混凝土的耐久性問題，必須要考慮內(nèi)、外部因素的綜合作用。

然而，在保證設(shè)計合理與施工規(guī)范的情況下，外部因素對混凝土的耐久性就起到?jīng)Q定性的作用。2001年，Mehta教授[1]總結(jié)混凝土耐久性的研究進展時指出，按照重要程度排列引起混凝土結(jié)構(gòu)劣化的破壞因素，依次為鋼筋銹蝕、凍融破壞和海水侵蝕作用。而余紅發(fā)等[2]認為混凝土結(jié)構(gòu)在一般條件下功能失效的標志并非鋼筋銹蝕，而是混凝土自身在凍融或腐蝕等損傷作用下的耐久性破壞。文獻[3]則認為混凝土建筑物所處環(huán)境凡是有正負溫交替，以及混凝土內(nèi)部含有較多水的情況下，都會發(fā)生凍融破壞，因此混凝土的抗凍性是混凝土耐久性最具代表性的指標。

迄今為止，科研工作者已經(jīng)對混凝土凍融的試驗方法、損傷機理和影響因素等進行了大量的研究工作，并取得了一定的研究成果。然而，對于建立混凝土在凍融損傷作用下準確的量化評估體系和壽命預測模型的研究卻基本處于起步階段，現(xiàn)有結(jié)果僅是初步的、零星的，研究體系的系統(tǒng)性有待完善。這是長期困擾學術(shù)界的問題，也是科研工作者越來越重視的問題，本文總結(jié)和綜述了這方面的研究進展，并指出了該領(lǐng)域今后可能的發(fā)展方向。

2 使用壽命的基本概念與預測方法

2.1 使用壽命的概念與分類

既然提到壽命，就必定與時間有關(guān)[4]。所謂結(jié)構(gòu)的使用壽命，可簡單地定義為結(jié)構(gòu)在正常使用和反復維護的條件下，仍然具有其預定使用功能的時間。如圖1所示，結(jié)構(gòu)的正常使用時間為t0，反復維護時間為t1，使用壽命tsl=t0+t1。反復維護使得結(jié)構(gòu)可靠度相應提高或結(jié)構(gòu)劣化速度減緩，因此結(jié)構(gòu)的使用壽命長短與維護歷史和效果有著密切的關(guān)系。而在單獨研究混凝土的壽命預測時，不包含反復維護這部分，通常是以達到臨界性能指標之前的正常使用時間作為混凝土的壽命。

使用壽命還可以從不同的角度予以定義和分類。文獻[5]提到了3種不同的使用壽命概念：①要求使用壽命，是指被規(guī)定以滿足用戶要求的使用壽命；②預期使用壽命，是指根據(jù)經(jīng)驗、試驗或制造商提供資料所估計的壽命；③設(shè)計壽命，是指設(shè)計人員預訂據(jù)以進行設(shè)計的壽命。

英國的Somerville[6]從使用壽命終結(jié)的角度出發(fā)，將使用壽命分成技術(shù)性使用壽命(某種技術(shù)指標進入不合格狀態(tài)時的使用期限)、功能性使用壽命(不再滿足功能實用要求的使用期限)、經(jīng)濟性使用壽命(繼續(xù)維修保留已不如拆換更為經(jīng)濟時的使用期限)3類。目前人們所指的使用壽命基本上是技術(shù)性使用壽命。

2.2 使用壽命的評估準則和預測方法

在進行混凝土的壽命預測之前，首先必須明確混凝土的預定功能是什么，根據(jù)哪一項技術(shù)指標判斷混凝土的功能失效，這是混凝土壽命預測的關(guān)鍵。目前根據(jù)鋼筋銹蝕這一指標產(chǎn)生的壽命評估準則較多，主要包括3大類[5-7]：鋼筋脫鈍壽命準則、銹脹開裂壽命準則和裂縫寬度與鋼筋銹蝕量限值壽命準則，分別是以鋼筋開始銹蝕[8-10]、銹蝕到混凝土表面出現(xiàn)延筋的銹脹裂縫[11-13]、銹脹裂縫寬度或鋼筋銹蝕量達到某一界限值[14]這3種逐漸遞進的指標作為壽命終止的標志。另外，還出現(xiàn)了以構(gòu)件的承載力降低到某一極限值作為壽命終止標志的承載力壽命準則[15-16]和以能夠表征疲勞損傷程度的指標極限值作為壽命終止標志的疲勞損傷壽命準則。

目前，疲勞損傷壽命準則主要用于基于凍融損傷的混凝土壽命預測的研究，可以作為該準則壽命終止標志的指標主要有6個：①質(zhì)量損失率；②強度損失率；③超聲波或共振頻率；④斷裂能或斷裂韌性降低率；⑤相對動彈性模量或動彈性模量損失率；⑥應變。

關(guān)于使用壽命的預測方法，早在1993年，Clifton[17]就歸納出了5種：經(jīng)驗法、比較法、加速試驗法、數(shù)學模型法和隨機方法。當前模型研究大多數(shù)采用加速試驗結(jié)合數(shù)學模型的預測方法，基于氯離子擴散和碳化理論建立的數(shù)學模型方法的研究已經(jīng)相當成熟，而對于凍融條件下混凝土的損傷模型與壽命預測的研究相對較少，但已然成為國內(nèi)外學術(shù)界面臨的重要課題之一。

3 凍融損傷模型

3.1 質(zhì)量衰減模型

吳慶令等[18]以質(zhì)量損失率作為表征混凝土凍融損傷程度的變量，混凝土質(zhì)量損失率的表達式為

(1)

式中：Wl為質(zhì)量損失率；W0為凍融循環(huán)前試件的質(zhì)量；Wn為N次凍融循環(huán)后試件的質(zhì)量。認為質(zhì)量損失可用單段損失模式或雙段損失模式表示，單段損失模式又可分別建立拋物線函數(shù)模型,即

(2)

式中：tw為質(zhì)量剝蝕時間；al和cl為質(zhì)量損失參數(shù)，分別代表質(zhì)量損失初速度和損失加速度。也可建立線性函數(shù)模型,即

Wl=altw。

(3)

雙段損傷模式則由1條直線和1條拋物線組成，模型為

(4)

式中：bl為二次質(zhì)量損失初速度；twl2=(al-bl)/cl，為2條線的交點即損傷變速點。

以質(zhì)量損失率作為凍融損傷的指標可以用來表征混凝土表層剝蝕造成的質(zhì)量損失，但高強混凝土凍融破壞的形態(tài)與普通混凝土有很大區(qū)別。例如曹建國等[19]在研究高強混凝土的抗凍性時發(fā)現(xiàn)，C60高強混凝土在凍融循環(huán)次數(shù)達到270～330次時，其內(nèi)部產(chǎn)生的裂縫迅速擴展，最終導致混凝土結(jié)構(gòu)的破壞，而在整個過程中試件表面無明顯剝落，可見質(zhì)量損失率這項指標不適用于高強混凝土。由此可見，吳慶令的質(zhì)量衰減模型僅適用于凍融過程中表面出現(xiàn)明顯剝落的普通混凝土。

3.2 強度衰減模型

強度損失率作為凍融損傷的指標又分抗壓強度損失率、抗拉強度損失率和抗折強度損失率等。

肖前慧等[20]以抗壓強度作為凍融損傷程度的評價指標，綜合水膠比w、粉煤灰摻量f和含氣量g等因素得到抗壓強度指數(shù)衰減規(guī)律預測模型,即

0.824w-0.133(-2.528f2+1.013f+0.956)×

(0.556lng+2.779)e-0.001N。

(5)

式中：ρc為損傷程度變量參數(shù)；N為快速凍融循環(huán)次數(shù)；R0為凍融循環(huán)前試件的初始抗壓強度；Ri為N次凍融循環(huán)后試件的抗壓強度。

張峰等[21]以抗拉強度作為凍融損傷程度的評價指標，根據(jù)試驗數(shù)據(jù)進行擬合，得到凍融損傷度D隨凍融循環(huán)次數(shù)變化規(guī)律的模型，即

D=1-ftsn/fts0=

1-(1-0.002 96N)0.234。

(6)

式中：fts0為凍融循環(huán)前試件的初始抗拉強度；ftsn為N次凍融循環(huán)后試件的抗拉強度。

由于混凝土試件受壓時一部分內(nèi)部裂縫可能閉合，這部分缺陷不能及時地被反映出來，故一般認為抗壓強度不能很好反映實際損傷程度。而裂縫在受拉或彎曲時將加速擴展，表明抗拉強度和抗折強度對實際損傷程度具有較高的敏感性，較適用于高強混凝土的損傷檢測和評估[22]。但由于強度作為凍融損傷指標并沒有形成規(guī)范，且檢測起來需要試件較多，工作量較大，因此較少采用該指標。

3.3 能量耗散模型

能量耗散模型采用斷裂能或斷裂韌性作為表征凍融損傷程度的指標。寧作君[23]認為在凍融條件下，混凝土內(nèi)部形成微裂縫及微裂縫的生長、延伸過程需要耗散熱及動能，即混凝土的凍融損傷消耗了混凝土的內(nèi)能，降低了斷裂能，可得到N次凍融循環(huán)后的斷裂能損失率ΔDn的表達式為

(7)

式中：G0為凍融循環(huán)前試件的斷裂能；Gn為N次凍融循環(huán)后試件的斷裂能。

于孝民等[24]經(jīng)研究發(fā)現(xiàn)凍融條件下混凝土的斷裂能損失與相對動彈性模量損失規(guī)律基本一致，這說明斷裂能也可作為衡量混凝土凍融損傷程度的指標，并根據(jù)試驗數(shù)據(jù)回歸擬合得到混凝土斷裂能與凍融循環(huán)次數(shù)的關(guān)系為

GF=-0.002 5N2-0.094 3N+24.502 。

(8)

式中GF為斷裂能。

由于斷裂能或斷裂韌性對凍融循環(huán)產(chǎn)生的裂縫較敏感，且能量的耗散包括了強度和變形2方面的信息，能全面反映混凝土損傷狀況，但斷裂能或斷裂韌性的測試過程較復雜且費用相對較高，因此有關(guān)該指標的凍融損傷模型的研究也相對較少。

3.4 超聲波聲速變化規(guī)律模型

根據(jù)損傷力學[25]的原理，描述混凝土結(jié)構(gòu)失效的損傷度D也可用表示為

D=1-Er=1-Ei/E0。

(9)

式中：Er為相對動彈性模量；E0為凍融循環(huán)前試件的動彈性模量；Ei為N次凍融循環(huán)后試件的動彈性模量。

Ababneh等[26]用2種指標評估混凝土的鹽凍損傷，一個是脈沖傳播速度V，另一個是共振頻率fL?；诿}沖傳播速度V的動彈性模量表達式為(ASTM 2002a)

(10)

式中：ρ為混凝土的密度；μ為動態(tài)泊松比。假定混凝土為各向同性損傷且泊松比不隨損傷而變化，將式(10)代入式(9)得基于脈沖傳播速度V的凍融損傷度D的表達式為

(11)

式中：V0為凍融循環(huán)前混凝土試件的脈沖傳播速度；Vi為N次凍融循環(huán)后混凝土試件的脈沖傳播速度。基于共振頻率fL的動彈性模量表達式為(ASTM 2002b)

E=4ρL2fL2。

(12)

式中L為試樣的長度(m)。將式(12)代入式(9)得基于共振頻率fL的凍融損傷度D的表達式為

(13)

式中：f0為凍融循環(huán)前混凝土試件的共振頻率；fi為N次凍融循環(huán)后混凝土試件的共振頻率?；炷羷訌椥阅Ａ颗c超聲波速的平方成正比，和共振頻率的平方也成正比，因此超聲波速相對值和共振頻率相對值之間必定存在著相互對應的關(guān)系[27]。

測量試件凍融循環(huán)過程中超聲波聲速的變化，然后轉(zhuǎn)換為混凝土動彈性模量損失率，該指標作為加載試件的損傷指標檢測較為方便，但混凝土損傷過程中泊松比會發(fā)生較大變化，因而公式轉(zhuǎn)換過程中泊松比不變的假定會帶來較大誤差。

3.5 相對動彈性模量衰減模型

余紅發(fā)等[28]認為在凍融或腐蝕因素作用下，用相對動彈性模量Er表示的混凝土損傷演化方程也有2種模式：單段損失模式和雙段損傷模式，這正與吳慶令的質(zhì)量衰減模型[18]相對應。單段損傷模式的表達式為

Er=1+arN+0.5crN2。

(14)

式中：ar為損傷初速度的負值；cr為損傷加速度的負值。雙段損傷模式的表達式為

(15)

式中：N12為損傷變速點；br為二次損傷初速度的負值。

Cho[29]為預測凍融循環(huán)作用下混凝土的累積損傷，對響應面法極限狀態(tài)函數(shù)[30]進行優(yōu)化回歸分析，選取水灰比、引氣量和凍融循環(huán)次數(shù)為任意變量，建立了與快速凍融試驗結(jié)果的規(guī)律吻合度較高的相對動彈性模量的極限狀態(tài)函數(shù)為

g(·)=60-(-265-90.91x1+700.0x2-

(16)

式中：g(·)為極限狀態(tài)函數(shù)；60為假設(shè)混凝土破壞時的相對動彈性模量臨界值為60%；x1,x2,x3為分別對應選取的水灰比、引氣量和凍融循環(huán)次數(shù)的變量值。

直接測試混凝土動彈性模量，以相對動彈性模量或動彈性模量損失率表示凍融損傷程度，能夠較好地反映混凝土的損傷狀態(tài)，方便地測試損傷過程，且不要求過多試件，因此該指標是目前使用最多的損傷變量。

3.6 應變變化規(guī)律模型

Cho[29]還用應變作為反映混凝土凍融損傷程度的指標，建立了與快速凍融試驗結(jié)果的規(guī)律吻合度較高的殘余應變的極限狀態(tài)函數(shù)為

g(·)=300-(5 632.71+4 957.77x1-

(17)

式中300為假設(shè)混凝土破壞時的應變臨界值為300×10-6,又得到等效塑性應變的極限狀態(tài)函數(shù)為

g(·)=1.0-(-1.403+1.553x1-

(18)

式中1.0為假設(shè)混凝土破壞時的等效塑性應變臨界值為1.0。

應變能夠很好地反映混凝土內(nèi)部的凍融損傷程度，測試過程簡單且能夠?qū)崟r監(jiān)測，在實驗室和工程應用中可能具有很好的前景，因此該指標已經(jīng)被越來越多的研究學者關(guān)注，但尚未形成規(guī)范，它作為壽命終止標志的指標極限值也有待確定。

4 基于凍融損傷的壽命預測模型

基于凍融損傷的壽命預測模型是在建立凍融損傷模型的基礎(chǔ)上，對系統(tǒng)的耐久性實驗得到的數(shù)據(jù)進行回歸擬合，確定方程中的實驗參數(shù)值，從而擬合出能夠根據(jù)選定指標的破壞極限值，以及室內(nèi)外凍融循環(huán)次數(shù)之間的關(guān)系預測混凝土實際使用壽命的損傷演化方程。

4.1 快速凍融實驗系數(shù)k

1986年，挪威學者Vesikarle[31]通過快速凍融實驗得到混凝土的抗凍融循環(huán)次數(shù)，并且假定處于實際環(huán)境中的混凝土每年所遭受的凍融循環(huán)次數(shù)是固定的，則混凝土的使用壽命tsl為

tsl=KeN。

(19)

式中Ke為與環(huán)境條件有關(guān)的系數(shù)。

李金玉等[32]調(diào)查了我國不同地區(qū)混凝土室內(nèi)外凍融循環(huán)次數(shù)之間的關(guān)系，然后將式(19)進一步明確為

tsl=kN/M。

(20)

式中：k為快速凍融實驗系數(shù)，室內(nèi)外的對比關(guān)系在1∶10～1∶15之間，即室內(nèi)1次快速凍融循環(huán)相當于室外自然凍融循環(huán)次數(shù)的比例，平均值一般可取12；M為混凝土在實際環(huán)境中1 a可能經(jīng)受的自然凍融循環(huán)次數(shù)。

李金玉等經(jīng)過大量的試驗研究提出的快速凍融實驗系數(shù)k對日后學者的研究奠定了很好的基礎(chǔ)，使學者們能夠通過快速試驗的方法建立模型對混凝土進行壽命預測，節(jié)省了大量的時間和成本。

4.2 基于凍融單因素作用下的壽命預測模型

劉崇熙等[33]建立了與Isaac Newton的“物質(zhì)冷卻定律”(物質(zhì)冷卻的速度正比于物質(zhì)的溫度與外部溫度的瞬時差)規(guī)律相一致的表示動彈性模量衰減規(guī)律的模型為

Ei=E0eλt,

(21)

式中λ為衰變常數(shù)，可根據(jù)試驗數(shù)據(jù)計算得到。劉志勇等[22]對上式修改得到動彈性模量衰減模型為

y=Ei/E0=aiebiN,

(22)

和凍融循環(huán)累積損傷模型為

D=aiNbi或D=aebiN。

(23)

式中ai,bi為常數(shù)，可根據(jù)試驗數(shù)據(jù)擬合得到。按相對動彈性模量達到60%時為標準使用壽命，計算出N值，最后根據(jù)式(20)可得混凝土的使用壽命。

燕坤[34]根據(jù)混凝土的疲勞損傷累積原理，認為在自然凍融循環(huán)條件下，混凝土發(fā)生破壞時的凍融損傷是由每一次特定的凍融循環(huán)制度下產(chǎn)生的凍融損傷累積而成，然后采用三軸拉伸近似模擬混凝土凍融過程中內(nèi)部應力作用下的狀態(tài)，建立了混凝土的凍融疲勞損傷方程為

(0≤N≤NF-1)。

(24)

式中：NF為室內(nèi)快速凍融最終循環(huán)次數(shù)(次)；β為材料參數(shù)，可根據(jù)試驗結(jié)果，令N=NF-1由式(24)計算得出?；炷聊艹惺茏匀欢?由m個不同的凍融循環(huán)制度組成)凍融破壞的壽命Nyear(年)為

(25)

式中：Ni為自然條件某一個特定凍融循環(huán)制度下混凝土發(fā)生破壞的凍融疲勞壽命(次)；應力比ks可由下式計算：

(26)

式中：σmax為標準的室內(nèi)快速凍融過程中的最大拉應力(MPa)；σi,max為自然條件某一個特定凍融循環(huán)制度下混凝土凍融時的最大拉應力(MPa)。

王立久，汪振雙等[35-36]提出了損傷拋物線模型，即混凝土凍融循環(huán)可以理解是相對動彈模損傷加速度eg造成混凝土相對動彈性模量的損傷，致使Ei/E0非線性減少，即損傷度可表示為

(27)

最終得到混凝土拋物線損傷模型為

N=NF×(1-Ei/E0)1/2。

(28)

式中：ti為凍融延續(xù)時間。然后按相對動彈性模量達到60%時為標準使用壽命，計算出NF值，最后根據(jù)式(20)可得混凝土的使用壽命。

4.3 基于凍融多因素作用下的壽命預測模型

慕儒[37]對Ghafoori的對數(shù)模型[38]提出修正，得到凍融循環(huán)單獨作用或與外部彎曲應力、氯化鈉溶液、硫酸鈉溶液復合作用下，質(zhì)量損失隨凍融循環(huán)次數(shù)變化規(guī)律的表達式為

(29)

式中：a,b,c,d為由實驗確定的材料特性參數(shù)，a,c與混凝土2次質(zhì)量快速損失(第1次由表層剝落引起，第2次由內(nèi)部骨料剝落引起)的速度有關(guān)，由混凝土性能及凍融介質(zhì)確定，b與初始質(zhì)量快速損失持續(xù)的時間有關(guān)，d取決于骨料剝落開始時間，b,d通過實驗確定，有的混凝土試件在凍融過程中不出現(xiàn)骨料剝落階段，此時式(29)中的系數(shù)c等于0。然后經(jīng)過理論推導和試驗修正得到相對動彈性模量Er隨凍融次數(shù)的變化規(guī)律可以表示為

Er=100exp(-(KrN)fs) 。

(30)

式中：kr為反映外部應力和凍融介質(zhì)影響的系數(shù)；fs為反映鋼纖維影響的系數(shù)。式(29)和式(30)中的系數(shù)均可以從作者提供的表中選取或由試驗確定。隨后作者構(gòu)造了一個表示損傷程度的指標ω，定義為

(31)

式中：當Wl>0.05且Er<0.60時取“+”號，其它情況下取“-”號。用ω可以很方便地判定混凝土的損傷程度，當ω≥1時混凝土達到破壞。將質(zhì)量損失和相對動彈性模量隨凍融次數(shù)的變化規(guī)律式(29)和(30)代入式(31)，然后結(jié)合試驗結(jié)果可以得到各種混凝土在不同破壞條件下以抗凍融循環(huán)次數(shù)計的快速試驗壽命計算值與快速試驗壽命。最后根據(jù)實際使用壽命與快速試驗壽命的關(guān)系：

tsl=KtAT。

(32)

式中：tAT為快速試驗混凝土壽命,結(jié)合足夠的現(xiàn)場資料合理確定快速系數(shù)K，最終得到混凝土的實際使用壽命。

關(guān)宇剛等[39-40]結(jié)合了可靠度與損傷理論以及多元Weibull分布，提出了更加符合實際的適用于多邊界條件以及單因素或多因素復合作用下的混凝土凍融損傷演變方程，即

(33)

式中：E(D)為損傷度D的期望值；n為計算截面每邊劃分的等分數(shù)且取為偶數(shù)；i=0,1,2,…, (n/2-1)；kλ為待定比例常數(shù)；α,λi分別為Weibull分布的形狀因子和尺度因子，這些參數(shù)均可由筆者提供的參數(shù)表查出或結(jié)合現(xiàn)場條件的測定結(jié)果計算得出；下標“+”代表括號中數(shù)值為負時，其括號值取為0，否則值不變。然后取60%相對動彈性模量作為破壞標志，即損傷度D為0.4，再結(jié)合足夠的現(xiàn)場資料測定現(xiàn)場與室內(nèi)早期損傷速率之間的比例關(guān)系，就可以直接估算出工程中混凝土的現(xiàn)場使用壽命。

劉榮桂等[41]在加載和凍融循環(huán)共同作用下對混凝土梁進行低周期的疲勞破壞試驗，研究梁由于疲勞累計損傷而造成的損傷規(guī)律，并利用多級疲勞理論和相對動彈性模量衰減規(guī)律，建立了損傷度與動彈性模量之間的數(shù)學模型，即

(34)

式中：kd為凍融損傷因子；k0為應力水平影響系數(shù)；ka為相對動彈性模量衰減速度；D0為n/N=0.1時的初始損傷度，可由式(35)計算得出：

(35)

式中：Nn為在各級應力水平下循環(huán)加載的次數(shù)。kd,k0和ka這幾個參數(shù)均可由筆者給定的計算公式結(jié)合試驗數(shù)據(jù)回歸擬合得到，通過試驗數(shù)據(jù)還可以得到混凝土梁的疲勞破壞損傷度D，最終可計算出混凝土梁的疲勞壽命。

由以上研究學者建立的基于凍融損傷的壽命預測模型可以看出，目前選用最多的表征混凝土凍融損傷程度的指標是相對動彈性模量，但是相對動彈性模量在反映高強混凝土的損傷狀況時與質(zhì)量損失率一樣存在劣點問題[19]，且無法進行實時監(jiān)測。另外，該領(lǐng)域建立的模型相互之間的關(guān)聯(lián)度較低，缺乏統(tǒng)一性、規(guī)范性。因此雖然該領(lǐng)域的研究已經(jīng)有了一定的進展，但尚存在以下幾方面的問題：①哪一項指標最能夠反映混凝土的凍融損傷程度，需要考慮該指標對各種類混凝土的適用性、檢測過程是否方便和檢測成本高低等因素；②如何確定作為混凝土壽命終止標志的指標極限值；③如何選定表征環(huán)境因素和材料性質(zhì)的參數(shù)；④如何建立一個統(tǒng)一的、規(guī)范的基于凍融損傷的混凝土壽命預測系統(tǒng)。這些問題需要從事混凝土耐久性研究的學者共同解決。

5 結(jié) 語

凍融是造成混凝土損傷劣化的一個重要因素，目前越來越多的研究學者基于凍融損傷建立壽命預測模型，這將是混凝土材料研究的長期熱點。筆者認為，該研究領(lǐng)域的發(fā)展方向有以下幾點：

(1) 該領(lǐng)域?qū)τ嬎銠C模擬技術(shù)和數(shù)理科學的運用必將更加深入，從而早日實現(xiàn)根據(jù)預期使用壽命對混凝土進行耐久性設(shè)計的目標。

(2) 該領(lǐng)域?qū)⒂蓛鋈趩我蛩鼗蛏贁?shù)因素組合作用下的壽命預測研究向更加符合實際環(huán)境的多因素耦合作用發(fā)展。

(3) 壽命預測的準確性依賴于科學合理的監(jiān)測與評估方法，要建立動態(tài)的、長期的混凝土耐久性監(jiān)測體系，可以在混凝土中埋入傳感器來實現(xiàn)，例如應變傳感器。

相信隨著人們對混凝土耐久性理論研究的不斷深入、工程實踐經(jīng)驗的持續(xù)增加和相關(guān)學科的不斷引進和發(fā)展，混凝土的使用壽命預測技術(shù)必將日益成熟，對其運用也必將更加廣泛。

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