混凝土耐久性分析理論及壽命預測方法研究

　　混凝土材料是我國基礎設施建設中廣泛應用的一種工程結構材料，由于混凝土材料與結構的耐久性破壞而導致的經濟損失是非常巨大的，全球每年因混凝土結構的耐久性失效造成的經濟損失高達數千億美元。環境因素的侵蝕是混凝土結構耐久性退化和服役壽命縮短的重要原因。為了科學地分析混凝土結構耐久性性能和準確地預測工程結構的服役壽命，東南大學孫偉院士領導的課題組在國家科技部973計劃項目"環境友好現代混凝土的基礎研究"的資助下，開展了環境因素作用下現代混凝土材料損傷失效過程的定量分析研究。2009年7月，《硅酸鹽學報》發表的《硫酸鹽侵蝕下的混凝土損傷破壞全過程》是該課題組的部分研究成果。 

        硫酸鹽侵蝕屬于一種化學侵蝕作用，對混凝土造成的損傷破壞是一個非常復雜的過程。論文以典型的鈣釩石生長所引起的混凝土膨脹破壞為研究對象，將涉及混凝土損傷的離子擴散、離子與混凝土中組分的化學反應、鈣釩石晶體的生成及其引起的混凝土內部等效應變應力、混凝土的開裂等隨時間的變化規律有機地聯系在一起，建立了硫酸鹽侵蝕下混凝土損傷破壞全過程定量分析的理論模型及仿真分析方法。研究結果揭示了混凝土在硫酸鹽侵蝕下由離子的擴散反應所導致的開裂破壞規律，初步地實現了混凝土受環境因素引起的復雜化學作用向力學作用的等效轉換。 

        該研究成果不僅為硫酸鹽侵蝕下的混凝土結構安全設計提供了有益的參考，而且為較準確地預測混凝土結構的壽命提供了重要的科學依據。