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關(guān)于預測暴露在海洋環(huán)境中混凝土耐用年限可靠性方法ByM?nicaPrezzi,PhilippeGeyskens,andPauloJ.M.Monteiro 在上述混凝土使用壽命中，結(jié)構(gòu)承受外界原因或作用劑及時作用都可能使混凝土從安全使用狀態(tài)轉(zhuǎn)變?yōu)槭Щ驌p壞狀態(tài)。其中一個能引發(fā)包裹在混凝土中鋼筋銹蝕過程是氯離子抵達主筋后造成鈍化膜破壞。本文提供了一個解釋浸沒試驗結(jié)果和預測暴露在氯離子環(huán)境中混凝土使用壽命方法。一旦浸沒試驗決定了氯離子分布，我們就能經(jīng)過測量每一點氯離子含量來知道氯離子自由擴散系數(shù)情況。這些樣品用來估算擴散系數(shù)作用概率密度。緊接著進行關(guān)于10個不一樣輕質(zhì)高強混凝土混合比可靠分析。當腐蝕從鋼筋處開始時，就視為該鋼筋混凝土構(gòu)件失效，也就是說，在鋼筋處氯離子濃度達成一定量時候鋼筋混凝土構(gòu)件就視為失效。然后我們計算一些被調(diào)查混凝土混合物經(jīng)過一段時間后開始腐蝕概率。關(guān)鍵詞：氯離子；腐蝕；高強混凝土；輕質(zhì)混凝土；可能性因為結(jié)構(gòu)保養(yǎng)和修復費用很高，混凝土耐久性成為混凝土混合物特征主要考慮原因之一。其中一個廣泛損壞是混凝土大橋，道路，停車庫，海洋結(jié)構(gòu)中鋼筋腐蝕。據(jù)估量，單美國每年因腐蝕損害花費大約就達成1260億美元。混凝土里鋼筋銹蝕通常和以下一個或幾個原因關(guān)于：氯離子侵入，碳酸化作用，酸類侵蝕和生物作用。本文關(guān)注處于暴露環(huán)境開始于氯離子侵蝕混凝土中鋼筋。不論是來自防凍鹽水還是海水氯離子，都可能侵入混凝土或貫通混凝土進而覆蓋和接觸到鋼筋。一旦氯離子接觸到鋼筋，就會分解掉在鋼筋表面形成鈍化膜，或抑制鈍化膜形成。不幸是，盡管過去一些年關(guān)于混凝土結(jié)構(gòu)中鋼筋腐蝕機理了解已經(jīng)取得大量進展，不過關(guān)于預測一個結(jié)構(gòu)預期和剩下使用壽命還沒有完全滿意和可靠預測?；炷林袖摻罡g包含很多原因。不確定原因與材料本身，暴露環(huán)境和缺乏能夠充分解釋混凝土隨時間、海洋深度和不一樣所處環(huán)境產(chǎn)生化學改變理論模型關(guān)于，這些都是研究者所要面正確難題。通常，氯離子在混凝土中擴散系數(shù)是從諸如浸沒試驗試驗測試估量來。經(jīng)過一段時間暴露之后，在遠離暴露混凝土表面一些位置測得氯離子含量。（氯離子含量分布）。本文提出一個混凝土樣本擴散系數(shù)能夠經(jīng)過菲克第二定律特解在每個有氯離子含量測量點模型反演來估算。得到擴散系數(shù)用來確定概率密度分布函數(shù)（PDF）。在給定擴散系數(shù)概率密度分布函數(shù)后，就能夠進行評價給定一組環(huán)境下腐蝕概率可靠性分析。當腐蝕進行到一定深度時候，也就是說當一定氯離子臨界濃度超出那個深度，研究中鋼筋混凝土就視為達成它極限狀態(tài)（失效），我們將會執(zhí)行十個輕質(zhì)高強混凝土混合比可靠性分析來看哪個浸沒試驗結(jié)果適合寫入文件中。研究意義結(jié)構(gòu)或材料使用壽命預測是工程師們面正確主要挑戰(zhàn)之一。能夠抵抗惡劣環(huán)境材料需求在日益增加。研究人員不但在努力滿足這種需要，而且也在發(fā)展實用規(guī)程來最好預測這些材料使用壽命。本文提出一個方法來解釋浸沒試驗結(jié)果并預測暴露在氯離子環(huán)境中混凝土結(jié)構(gòu)使用壽命。使用壽命預測依照Clifton所說，該方法適適用于估量處于惡化進程中混凝土使用壽命依據(jù)是：（1）經(jīng)驗；（2）相同材料表現(xiàn)；（3）加速試驗；（4）能夠描述化學和物理降解過程數(shù)學模型；（5）可靠性和隨機概念應用。本文集中在基于可靠性和隨機概念應用，但一些方法可能同時被使用。展現(xiàn)在這里可靠性分析適適用于與氯離子作用造成鋼筋開始腐蝕混凝土惡化過程。其余惡化過程也能夠進行相同分析，只要調(diào)整惡化機理數(shù)學公式就能夠被使用。以當前知識水平，將腐蝕過程中包含全部變量引入數(shù)學模型實際上是不可能。為了預測已知混凝土構(gòu)件，我們需要做很多假設。在一個完全干燥環(huán)境，因為缺乏傳輸離子電解質(zhì)溶液，腐蝕是不可能發(fā)生，而且，氯離子經(jīng)過混凝土保護層傳送也被限制。然而，在再濕潤期間，毛細作用力拖拽外部溶液進入混凝土，同時將帶有氯離子鹽分帶了進來。為了模擬多孔性材料里氯化物進入過程，我們假設飽和環(huán)境存在，而且菲克定律適用，即使當材料被浸濕，不過因為缺乏氧氣而不產(chǎn)生陰極反應所以腐蝕沒有發(fā)生。實際上，是由暴露環(huán)境和氯離子侵入機理共同作用形成了一部分特定結(jié)構(gòu)腐蝕過程。使用菲克定律另一個問題是一些來自方程式假設并不很符合混凝土情況。比如，其中一個由菲克第二定律引出假設是多孔介質(zhì)是均勻，這并不符合混凝土實際情況。我們還假設介質(zhì)是不起反應且不吸附，這點對混凝土也不適用。物理上來講，氯離子能夠吸附在細孔表面，化學上來講，氯離子還能夠和鋁酸鹽類結(jié)合，形成氯-鋁酸鹽復合物。另外，混凝土試樣試驗測試還表明氯離子擴散率伴隨時間，電解質(zhì)溶液類型和濃度改變而改變。時間依賴性部分上是水泥連續(xù)水化反應和細孔連續(xù)堵塞直接結(jié)果。盡管基于菲克定律做假設和打算應用現(xiàn)實有出入，菲克定律依然提供了一個唯一能模仿氯離子擴散進混凝土方式。一旦其余能精準表現(xiàn)氯離子傳輸進混凝土定律或模型發(fā)展出來，我們就能執(zhí)行展現(xiàn)在這里一樣分析。為了單方面表現(xiàn)氯離子擴散進混凝土，我們就采取菲克第二定律以下形式應用以下邊界條件：而且假設混凝土是均勻各項同性材料，而且混凝土和擴散物質(zhì)是不發(fā)生反應，微分方程解答就顯而易見了這里Ci是從海水中（或其余電解質(zhì)溶液）擴散進混凝土i類物集合（氯離子），有著溶質(zhì)濃度Cs(Cs保留了伴隨時間常量)Co是混凝土構(gòu)件中氯離子初始濃度，D是擴散率或擴散系數(shù)。x是從混凝土暴露表面到我們要考慮點之間距離。t是混凝土構(gòu)件在海水中或綜合溶液中暴露時間，erfc是余誤差函數(shù)。估量氯化物分布每一點擴散系數(shù)假設沒有氯化物粘合或吸附，而且100%飽和，用以下轉(zhuǎn)換公式能夠?qū)⒂上窠]試驗這種試驗室測得氯離子含量分布轉(zhuǎn)換為氯離子濃度分布：這里C（百分數(shù)）是每單位水重量氯離子濃度，Cdryconcrete（百分數(shù)）是每單位干混凝土重量氯離子含量。γdryconcrete(kg/m3)是混凝土單位重量，ρ是水密度(1000kg/m3=62.43lb/ft3)，n是混凝土孔隙率。為了將氯離子粘合物和吸附物考慮進去，每單位轉(zhuǎn)換后取得值乘以換算系數(shù)來取得自由氯離子濃度分布剖面圖。用暴露在海水或氯離子溶液中一定時間氯離子濃度分布剖面圖，能夠反過來用菲克第二定律[Eq.(2)]反解反算出來擴散系數(shù)。菲克第二定律逆運算沒有精準解，不過一個牛頓拉普森求根算法能夠算出已知時間t和位置x相關(guān)擴散系數(shù)D。腐蝕開始氯離子臨界濃度腐蝕開始（失效或極限狀態(tài)）模式能用指定一個氯離子濃度臨界值這種簡化方法，達成或超出臨界值腐蝕就會開始。依照一些研究人員結(jié)果，規(guī)范和標準已經(jīng)詳細指定了氯離子含量臨界值。Gj?rvetal.4總結(jié)了用不一樣規(guī)范說明氯離子含量臨界值。隨即分析中，我們采取挪威規(guī)范中NS3420推薦暴露在氯離子環(huán)境中正常鋼筋混凝土里氯離子含量臨界值。（按照混凝土重量百分比0,4%氯離子酸溶液）Hausmann5和Gouda6提議當氯離子和氫氧離子百分比界限超出一定值時，腐蝕開始發(fā)生。依照Hausmann5說法是氯離子和氫氧根離子百分比超出0.6.Hausmann5是調(diào)查鋼筋暴露在氫氧化鈣溶液中試驗得到結(jié)果。Gouda6提議了一個相同數(shù)據(jù)，除了氯離子濃度臨界值在高于13.5PH值時，氯離子濃度臨界值實際上是保持不變。Gouda6溶液PH值要比Hausmann5調(diào)查中所用要高。Diamond7檢驗了Gouda6試驗并提議PH更能代表混凝土中孔隙溶液，更恰當臨界值是Cl–/OH=0.3(pH=13.3).假如混凝土孔隙溶液PH值已知，那么氯離子濃度臨界值就能夠從之前討論關(guān)系中估算出來。鋼筋混凝土中氯離子濃度達成臨界值后所達成極限狀態(tài)環(huán)境假設，與像Tuutti.8提出混凝土中鋼筋腐蝕概念性模型相一致。因為除了由混凝土提供鈍化膜可能抵抗腐蝕，有些人可能爭辯當我們?nèi)P分析耐久性時候這個方式就很局限。其余考慮全部原因概念模型在文件中就有提及。(MehtaandGerwick9andMehta10).盡管如此，考慮到理論上模擬混凝土降解過程難度，我們先分析更簡單問題，然后努力吸收完整分析中相關(guān)要考慮內(nèi)容這么更講得通?？煽啃怨交煽啃苑治鎏峁┝艘粋€評定一個構(gòu)件失效概率方法(DerKiureghian11)。術(shù)語“component”即描述將極限狀態(tài)定義為一個單一連續(xù)極限狀態(tài)函數(shù)結(jié)構(gòu)或結(jié)構(gòu)構(gòu)件，現(xiàn)在問題是只有擴散系數(shù)D被認為是自由，極限狀態(tài)函數(shù)(D)能夠?qū)憺檫@里CT是氯離子濃度臨界值，因為已知Co和Cs,濃度值C(D)就是距離混凝土表面x和時間t時候氯離子濃度。只有混凝土構(gòu)件是安全狀態(tài)，函數(shù)值g（D）才是正，也就是說，在鋼筋處氯離子濃度（距離混凝土表面x處）低于臨近濃度值。極限狀態(tài)函數(shù)g（D）也能夠視為超出CT安全邊界。有了PDFD，最尖端可靠性軟件如CALREL就能夠用來評定失效概率，也就是說，給定x和t后氯離子臨界濃度CT達成概率。給定時間t和位置x后氯離子濃度超出臨界值概率能夠表示為這里FC(.)是C累積分布函數(shù)（CDF），這么一來，在Eq.(2)里描述C和D一對一關(guān)系，超出數(shù)失效概率就能夠?qū)憺?。這里FD(.)是累積分布函數(shù)D，DT是由菲克第二定律反解得到擴散率臨界值(DT=f–1[CT]).假設擴散系數(shù)有著對數(shù)正態(tài)分布。結(jié)果可像以下求得超越概率：λD和ξD標準正態(tài)分布參量，Φ(.)是CDF標準形式，參量λD和ξD是由已知每個氯離子濃度剖面圖菲克第二定律解模型反演得到擴散值估算出。DT值能夠由牛頓拉普森迭代輕松地推算出來。失效概率能夠經(jīng)過CALREL或表示式計算出來。用CALREL優(yōu)點是，它能考慮到分布規(guī)律和極限狀態(tài)函數(shù)參量進而計算出失效概率估算值敏感性。而且CFLREL允許引進問題中自由變量，更深入改進了分析。試驗結(jié)果評定文件中(Zhangatal.13)能夠使用浸沒試驗測試結(jié)果能夠證實先前內(nèi)容提議分析適用性。試件預備程序和浸沒試驗方法能夠從Gj?rvetal.4中找到。使用Zhangetal.13試驗結(jié)果優(yōu)點是它代表了試件樣本暴露在海水中野外條件。樣本暴露在海水中7年3個月10種挑選混凝土混合比一些特征值展現(xiàn)在表一中(Gj?rvetal.4)。輕質(zhì)混合物特征值能夠從zhang文件中找到。Gj?rv.14表2展現(xiàn)了試樣暴露在海水中7年又3個月后測得酸性電解質(zhì)溶液中氯離子含量剖面圖。表2顯示了在海水中7年3個月全部構(gòu)件樣本氯離子含量剖面圖有著共同圖案。氯離子含量從樣本表面增加直到到0.45到0.75cm（0.18或0.3英寸）深度。從峰值向3.13cm（1.24英寸）深氯離子濃度最終測點，氯離子濃度遞減。（由氯離子含量繪制剖面圖有兩個階段）。初看，這個影響看起來讓人詫異，因為樣本已經(jīng)連續(xù)浸泡著而且離子擴散（離子濃度梯度造成）是唯一預料到飛傳送氯離子機制。假如樣本循環(huán)干濕，實際上毛細水吸力就能夠解釋這種現(xiàn)象。這個未預料到表現(xiàn)原因最少一定程度上能夠解釋為，選擇測量氯離子含量和多孔性材料過程形式。實際原因是，氯離子含量測量形式通常是干混凝土重量百分比，因為在試驗中非常難以測量水泥漿溶液孔中氯離子實際濃度。而且更難是測定氯離子濃度從混凝土表面開始時怎樣改變。氯離子含量剖面圖中氯離子含量測量形式是混凝土或水泥重量百分比，然而不要展現(xiàn)出實際中被浸沒試驗模仿現(xiàn)象。假如擴散是考慮到現(xiàn)象，而且菲克定律適用，那么就應該考慮在混凝土孔隙溶液中自由氯離子濃度，而不是材料中氯離子含量。為此，以干材料或干水泥中重量百分比形式氯離子含量就應該改為氯離子濃度值，也就是說，采取溶液重量百分比。[查閱Eq.(3)].為了用轉(zhuǎn)換公式（3），我們就需要知道孔隙率和單位重量隨距混凝土表面距離是怎樣改變。（二者應該在測量氯離子含量時同時測得）。我們需要知道單位重量混凝土隨樣本剖面改變原因關(guān)系到“表面”效應和混凝土孔隙率。正常重量混凝土振動過后，水分帶著混凝土微粒流向表面。這個過程使得樣本混凝土構(gòu)件外表面混凝土內(nèi)部砂子含量增多。結(jié)果混凝土樣本外表面包含了一層由砂子帶來一層水泥漿，而且和只有在這層下塊體.這些表層能夠作為混凝土擁有尤其性能和組成“表面”(Kreijger15)從文件里查得。單位重量合成物影響在本研究中不予考慮，因為一部分混凝土表層在暴露在海水中之前就被移去了（頂部環(huán)氧層被切掉）而且只有混凝土樣本單位毛重能夠確定。而且，混凝土配合比中包含了比其余混凝土組成成份更輕且輕易移動到表面混凝土輕骨料。另一個原因是混凝土孔隙率，除了水化反應和火山灰反應這些原因，混凝土孔隙率會伴隨時間顯著改變。據(jù)匯報一些暴露在海水中混凝土表面孔隙率會顯著降低。(Buenfeld和Newman16和Haynes17).Buenfeld和Newman18和Buenfeldetal.19測量了永久浸沒在海水里混凝土和灰漿樣本電阻系數(shù)，測量結(jié)果顯示浸沒了海水電阻率增加所以支持了孔隙率縮減理論?？紫堵士s減原因是氫氧化鎂碳酸鈣混合物層在材料表面形成，另外還有更普遍水泥漿孔微觀結(jié)構(gòu)壓縮飛漸變(BuenfeldandNewman16,18)。暴露在海水中混凝土孔隙縮減過程在文件中被指為“入口處氯離子自閉塞”(Poulsen20).由干材料或水泥重量百分比描繪氯離子含量所得“兩階段”剖面圖能夠成為測量工程量過程結(jié)果。描繪干混凝土或干水泥中氯離子含量重量百分比可能造成錯誤解釋。假設混凝土孔隙率因為距離上小于x而降低，實際上氯離子濃度可能從x到暴露混凝土表面增大，同時相關(guān)聯(lián)氯離子含量干混凝土重量百分比降低。[查閱Eq.(3);chlorideconcentrationCisinverselyrelatedtoporosity].本研究無視氯離子含量剖面圖中峰值前測得氯離子含量。就考慮到腐蝕而言，只有混凝土漿空隙中溶液中自由氯離子起決定作用。在研究自由氯離子剖面圖時，自由氯離子濃度，更精準說是在暴露樣本表面邊界自由氯離子濃度已知，而且等于海水中自由氯離子濃度（3.5%重量百分比）。即使用不一樣方法來測量酸溶液和變成粉末混凝土樣本中氯離子總量，我們在試驗中也認為他們總量是一樣。用氯離子含量剖面圖計算氯離子總量時候缺點之一是樣本暴露表面氯離子總量被假設做曲線擬合時認為是一個變量。在擴散率和表面氯離子含量之外，一些作者也認為樣本初始氯離子含量是一個變量。用曲線擬合得到擴散率決定于氯離子含量剖面圖點數(shù)量、假設表面值、初始氯離子含量和擬合方法。經(jīng)過分析菲克定律解，我們能夠很清楚知道，假如在整個樣本里氯離子化合物不變，用氯離子含量剖面圖算出來擴散率就將只能等于用自由氯離子濃度剖面圖得到擴散率。因為對一些粘合物百分率（假設伴隨樣本保持不變）做了可靠性分析后，沒有得到研究中硬化混凝土粘合能力試驗結(jié)果。經(jīng)過這個試驗，我們能夠評定粘合物擴散率值影響和使用壽命預測。用Eq(3)能夠?qū)⒖偮入x子含量值和氯離子臨界值轉(zhuǎn)化為氯離子濃度值。這個值再乘以以下折減系數(shù)：0.2，0.25,0.3，0.35和0.4。由每個樣本計算取得五個自由氯離子濃度分布剖面圖分別對應百分之80,75,70,65和60粘合物百分率。圖一顯示了有配合比1樣本取得總自由氯離子濃度剖面圖。觀察到總氯離子濃度分布剖面圖依照考慮到粘合物百分比劃定范圍，而表面氯離子濃度，即海水氯離子濃度（3.5%）在五個氯離子濃度分布剖面圖里保持不變。結(jié)果分析表3總結(jié)了由7年3個月得到試樣擴散率平均結(jié)果和標準偏差。因為沒有評定樣本氯離子粘合物特征值，我們就以考慮到粘合物百分比形式來比較擴散率。硅粉對擴散率影響能夠經(jīng)過比較由配合比2和4結(jié)果來評定，配合比2包含500kg/m3(31.2lb/ft3)水泥和50kg/m3(3.12lb/ft3)硅粉；配合比4包含550kg/m3(34.3lb/ft3)水泥，且沒有硅粉。4號配合比樣本擴散率對2號配合比樣本擴散率比率從1.86增加為2.47.這個結(jié)果表明硅粉對混凝土微觀結(jié)構(gòu)有很大影響，所以對擴散率也有很大影響。2號和5號混合比很相同，分別是500和50kg/m3(31.2和3.12lb/ft3)水泥和硅粉。2號混合物有0.34水灰比和39.4%體積自然砂子代替了細小輕質(zhì)聚合物。5號混合物有0.36水灰比和細小輕質(zhì)聚合物，沒有砂子。有5號配合比混合物樣本擴散率對2好和配合比混合物樣本擴散率百分比從1.09減到1.06，同時粘合物百分比從80%減到60%。這個結(jié)果表明2號混合物比5號混合物更能保護鋼筋混凝土。2號和10號混合比幾乎相同，除了骨料最大尺寸。另外，10號混合物有0.35水灰比。10號混合物試樣擴散率比2號從1.61漲到1.91。同時粘合物百分比從80%降低到60%。無疑地，10號混合物中大尺寸骨料對混凝土在海水中表現(xiàn)有害。很有可能越大尺寸骨料對傳送空間特征越有害，越可能產(chǎn)生裂縫。5,6,7,8,9號混合物配了5中不一樣輕骨料，其中水灰比從0.36到0.44。5號和8號混合物水灰比是0.36。用8號有Leca骨料混合物做試件擴散率比5號有Liapor骨料混合物做試件擴散率高14%到26%。5號Liapor8骨料比8號Leca骨料密度要小一些。6號混合物配有Liapor7骨料和與5號和8號有相同混合比，但高一些水灰比（0.37），適合于6號混合物擴散率大約是5號85%。然而Liapor8和Leca骨料比Liapor7骨料更密實些（分別是10%和4%）。輕骨料種類影響了混凝土特征，反過來又影響了氯離子滲透過程。結(jié)果顯示，Liapor7骨料比其余兩種骨料對混凝土混合物更有益。不過依照這些骨料表現(xiàn)，我們不能得到確切結(jié)論，因為每個混合比中只有一個試件被測試，而且擴散率不一樣之處可能還是由環(huán)境可變性造成。7號混合比配有0.4水灰比和Liapor6骨料。9號混合比配有0.44水灰比和Lytag骨料。適適用于9號混合比擴散率在7號96-114%之間。這些結(jié)果反應了骨料和水灰比共同影響。Lytag骨料比Liapor6密度密實35%。3號混合比和7號和9號有相同水灰比，但更低水泥含量。盡管如此，適適用于3號擴散率和7號與9號很相同?？茖W講，3號混合比不但能和7號和9號表現(xiàn)一樣好，而且能夠節(jié)約成本。表3中顯示值證實了考慮到7年又三個月試件算出平均擴散率氯離子粘合物百分比影響。當大部分浸沒了7年又三個月試件氯離子粘合物百分比從80%降低到60%時候，我們觀察到，擴散率從30%上升到50%(Cfree=0.2CtotaltoCfree=0.4Ctotal).混合比4試件和混合比10試件因為粘合物百分比改變在擴散率上分別產(chǎn)生了大幅度增加（90%和69%）除了平均擴散率，表3顯示了擴散率值標準偏差。試件改變系數(shù)在16%-52%范圍內(nèi)浮動。圖一顯示用混合比1配試件氯離子濃度分布剖面伴隨距離試件表面距離改變情況。因為表面氯離子濃度依舊和全部考慮到自由氯離子濃度分布相同，假設粘合物百分比越大，距離試件表面近氯離子濃度分布坡度越大。（在0到0.45cm之間）。在這個范圍內(nèi)坡越陡，擴散率值就越小。離表面近擴散率小值拉低了平均擴散率但增加了標準偏差。正如擬合曲線，平均擴散率值決定于表面附近氯離子含量測量點數(shù)量。無視這些測量數(shù)據(jù)是不合理，因為有證據(jù)，混凝土暴露在海水中表層比塊體混凝土孔要少。試件氯離子含量也是以相同空間距離測得。（在每0.3cm處即0.12英尺）每個給定位置計算得到擴散率代表了考慮到位置混凝土特征。所以，由文件中提到方法計算得到平均擴散率能夠視為經(jīng)過氯離子濃度分布圖測得。（假如在距離混凝土表面很近范圍內(nèi)有點避災塊體混凝土中有更大值，結(jié)果必定會被誤導）。經(jīng)過5圖2顯示了配有混合比1,4,5,10試件失效概率。結(jié)果顯示假如假定鋼筋固定在距混凝土表面5cm處，腐蝕開始臨界氯離子含量是水泥重量百分比0.4%。由混合比4和10配每個試件得到5個概率曲線一致顯示了粘合物百分比越高，腐蝕開始概率越低。對于由混合物1和5配置試件，5個概率曲線特定點在相關(guān)位置會倒置。這個倒置和這些試件擴散率分布規(guī)律參數(shù)關(guān)于。像先前解釋，考慮到粘合物百分比越高，距離混凝土表面近氯離子濃度分布曲線坡度越陡，這些點擴散系數(shù)越小。假如這些距離混凝土表面近點擴散系數(shù)忽略不計，平均擴散系數(shù)會變大，不過標準偏差會減小。為了證實這個影響，配有混合比1號試件距離表面0.45到0.75cm擴散率忽略不計。在先前考慮情況下做可靠性分析和失效概率分析。依照考慮到粘合物百分比，失效概率是50%，開始腐蝕時間是57到59年之間。假如表面附近擴散率值沒有沒有視，開始腐蝕時間在63到70年之間（查看表4）。而且，5條概率曲線不再改變位置，但符合預期表現(xiàn)。只有試件表面影響嚴重，觀察到概率曲線才會倒置。關(guān)于50%失效概率，表4表明了鋼筋處氯離子濃度達成臨界值年限。表中結(jié)果表明，粘合物百分數(shù)不影響腐蝕開始需要時間，也不影響擴散率。結(jié)果也反應了每種混合比氯離子濃度臨界值不一樣之處。對于大部分試件（除了配混合比4和10），粘合物百分比從80%到60%(0.2Ctotalto0.4Ctotal)改變造成到失效用時間降低了10%。粘合物百分比也是一樣改變。4號和10號到失效用時分別降低了31%和22%。表5表明關(guān)于極限狀態(tài)函數(shù)參數(shù)失效概率靈敏度：到混凝土表面距離(x)，時間(t)，開始腐蝕濃度(Co)，表面氯離子濃度(Cs)和氯離子臨界濃度(Ct)。假設含有80%粘合物時用由自由氯離子濃度分布算得混合比1,4,5,10號混凝土擴散率平均值和標準偏差在CALREL上運算(Cfree=0.2Ctotal).表5顯示靈敏度值符合腐蝕開始概率是50%點。靈敏度值給出了一個單位在極限狀態(tài)時改變改變范圍（計算單位：x是cm，t是s，Cs,Co,和Ct是百分數(shù)形式）。表6表明了腐蝕開始概率靈敏度和x,t,Cs，Ct和擴散率平均值和標準偏差（分別是μD和σD）關(guān)系。失效概率和鋼筋混凝土覆蓋層厚度比和時間關(guān)系更敏感，且它和氯離子濃度有間接敏感性。比較而言，μD改變對失效概率影響比σD改變對其影響更大。?？偨Y(jié)混凝土中鋼筋腐蝕通常和氯離子滲透入混凝土中關(guān)于。一旦氯離子抵達鋼筋，它們能夠分解在金屬表面覆蓋鈍化膜或阻止鈍化膜形成。實際上，氯離子擴散進混凝土擴散率是從像浸沒試驗試驗結(jié)果中估量出來，而且菲克第二定律解符合試驗測試得到氯離子含量分布剖面圖。然而，只有混凝土孔隙溶液中多出自由氯離子濃度對腐蝕不利。氯離子吸附在混凝土孔隙表面，氯化鋁復合物形成和孔隙阻塞都減弱了混凝土孔隙溶液中氯離子有效性。在本文中提出了浸沒試驗結(jié)果解釋和暴露在海洋環(huán)境混凝土結(jié)構(gòu)使用壽命預測。我們對文件中能夠直接利用有浸沒試驗結(jié)果十個輕質(zhì)高強混凝土配合比進行了試驗分析。浸沒試驗后取得氯離子分布圖后，氯離子擴散率D經(jīng)過菲克第二定律在有氯離子含量測試每個深度反解算得。假設給定D正太分布，就能算得分布參數(shù)，給定一系列環(huán)境后失效概率也能評定出來?？煽啃苑治鼋Y(jié)果提供給了工程有價值情報，一旦被定義工程不確定性程度能夠容忍，可靠性結(jié)果幫助我們在對最好能滿足科學需要同時價格廉價混合比選擇過程。感激作者想要感激NSF,CAPES資金支持,Carlson-Polivka獎學金。尤其感激本文所引用NTHOddGj?rv教授提供測試結(jié)果。參考文件1.Jones,D.A.,PrinciplesandPreventionofCorrosion,MacmillanPublishingCo.,NewYork,1992.2.Clifton,J.R.,“PredictingtheServiceLifeofConcrete,”ACIMaterialsJournal,V.90,No.6,Nov.-Dec.1993,pp.611-617.3.Crank,J.,MathematicsofDiffusion,OxfordUniversityPress,2ndEdition,1975.4.Gj?rv,O.E.;Tan,K.;andZhang,M.-H.,“DiffusivityofChloridesfromSeawaterintoHigh-StrengthLightweightConcrete,”ACIMaterialsJournal,V.91,No.5,Sept.-Oct.1994,pp.447-452.5.Hausmann,“SteelCorrosioninConcrete,”MaterialsProtection,V.6,No.19,1967.6.Gouda,“CorrosionandCorrosionInhibitionofReinforcingSteel,I:ImmersedinAlkalineSolutions,”BritishCorrosionJournal,V.5,1970,pp.198-203.7.Diamond,S.,“ChlorideConcentrationsinConcretePoreSolutionsResultingfromCalciumandSodiumChlorideAdmixtures,”Cement,Concrete,andAggregates,V.8,No.2,1986,pp.97-102.8.Tuutti,K.,CorrosionofSteelinConcrete,SwedishCementandConcreteResearchInstitute,Stockholm,1982.9.Mehta,P.K.,andGerwick,B.C.,“Cracking-CorrosionInteractioninConcreteExposedtoMarineEnvironment,”ConcreteInternational:Design&Construction,V.4,No.10,Oct.1982,pp.45-51.10.Mehta,P.K.,“ConcreteTechnologyattheCrossroads—ProblemsandOpportunities,”ConcreteTechnology:Past,Present,andFuture,SP-144,AmericanConcreteInstitute,Detroit,1994,pp.1-30.11.DerKiureghian,A.,“StructuralComponentReliability,”lecturenotesforthecourse“StructuralReliability:Methods&Applications,”UniversityofCaliforniaatBerkeley,1989,pp.1-38.12.Liu,P.-L.;Lin,H.-Z.;andDerKiureghian,A.,“CALRELUserManual,”UniversityofCaliforniaatBerkeley,1989,pp.1-63.2.13.Zhang,M.-H.;Zhang,T.-W.;andGj?rv,O.E.,“PropertiesofHigh-StrengthLightweightConcrete,”papersubmittedtotheInternationalSymposiumonStructuralLightweightAggregateCo