汤志杰 廖开星 李 毅 孔祥龙 遆文新

(苏州热工研究院有限公司寿命中心,苏州 215004)

0 引 言

Mehta教授[1]曾在《混凝土耐久性——五十年进展》主旨报告中指出:“当今世界混凝土破坏原因,按重要性递减顺序排列是:钢筋腐蚀、冻害、物理化学作用。”而在引起钢筋锈蚀的因素之中,氯离子侵蚀作用最为显著。由于国内大部分核电站处于高温高湿的滨海地区,海风和雾气中含有的氯离子极易沉积在构筑物钢筋混凝土表面,并向其内部渗透,引起钢筋的锈蚀,极大地危害了构筑物的可靠性能和安全性能。国内外许多专家和学者对基于氯离子渗透的钢筋混凝土寿命预测模型进行了大量的研究,但提出的模型大都为确定型[2],即求解时只要对其中的每个参数输入一个数值,如平均值,即能求出具体的寿命值。但在氯离子侵蚀过程中,涉及许多材料与环境变量,这些因素都是随机性的变量。因此,用概率的思想,用更成熟的可靠性理论来研究混凝土结构的氯离子侵蚀问题是更为合理的。

本文通过对某核电站安全相关构筑物现场检测获取的数据,结合模拟试验获得的参数,建立了核电厂安全相关构筑物的寿命预测模型,并采用Monte-Carlo模拟,对氯离子侵蚀进行了评估。

1 钢筋混凝土氯离子侵蚀确定型模型

氯离子在钢筋混凝土中的扩散符合Fick’s第二扩散定律[3],其表达式为

(1)

初始条件可以表示为

C(x,0)=C,x>0

(2)

边界条件可以表示为

C(0,t)=CS,t>0

(3)

C(∞,t)=C0,t>0

(4)

由于混凝土内部不断发生水化反应,氯离子扩散系……