J2013G004-特殊环境下混凝土结构裂缝宽度限值研究-铁道建筑研究所讲述.doc

密级：非密 合同编号 J2013G004 项目计划类别 重点课题 院计划编号 1334TJ2003 铁道科学技术研究发展中心 科研项目合同书 项 目 名 称： 特殊环境下混凝土结构裂缝宽度限值研究 项目负责人(经理)： 朱长华 承 担 单 位： 中国铁道科学研究院(铁道建筑研究所) 起 止 时 间： 2013 年 06 月 至 2014 年 12 月 中国铁道科学研究院制 填 写 说 明 本合同由铁道部科学技术司、中国铁道科学研究院、课题承担单位三方签订,甲方为铁道部科学技术司，乙方为中国铁道科学研究院，丙方为课题承担单位。 本合同一式六份，铁道部科学技术司2份；财务司1份；课题承担单位1份；课题承担单位的上级单位1份；课题负责人1份。 合同应用A4纸打印填报，宋体小4号字体。 合同编号由铁道部科学技术司统一规定。 合同密级由课题承担单位提出建议，铁道部科学技术司审查后，按规定程序报批。 一、国内外现状及简要说明 为规范铁路混凝土结构的耐久性设计，保证混凝土结构在设计年限内的安全服役，铁道部于2010年12月20日颁布了《铁路混凝土结构耐久性设计规范》（TB10005-2010），对碳化环境、氯盐环境、化学侵蚀环境、盐类结晶破坏环境、冻融破坏环境和磨蚀环境等六种常见环境作用下铁路混凝土结构的耐久性设计、材料性能、施工质量控制提出了要求，也对钢筋混凝土结构表面裂缝宽度限值做出了规定。然而，我国幅员辽阔，环境复杂，随着铁路建设的快速发展，混凝土结构服役环境逐渐出现了特殊化的趋势，例如兰新铁路第二双线的极端干旱环境、哈大GB50010-2002）、《公路钢筋混凝土及预应力混凝土桥涵设计规范》（JTG D62-2004）、《海港工程混凝土结构防腐蚀技术规范》（JTJ275-2000）等国家行业标准以及欧洲混凝土委员会、美国混凝土委员会和日本运输省颁布的相关规范对特殊环境下钢筋混凝土裂缝宽度限值也未做出明确要求。由于上述原因，在特殊环境下开展铁 本课题拟从铁路工程建设实际需求出发，选择大风干旱气候的兰新第二双线铁路工程，开展大风干旱环境下混凝土结构裂缝宽度限值研究。首先，在充分考虑环境作用条件和混凝土材料特性的基础上，采用场外和室内试验相结合的手段，确定大风干旱环境作用下混凝土劣化的关键影响因素及其作用机制。其次，从宏观上和微观两个方面着手，研究大风干旱环境条件下有害介质在开裂混凝土中的迁移机制，确定裂纹及裂纹宽度对有害介质迁移速率和迁移范围的影响规律，建立有害介质在开裂混凝土中迁移模型。最后，根据大风干旱环境条件下钢筋混凝土结构服役的极限状态，研究裂纹及裂纹宽度对钢筋混凝土结构耐久性能的影响，进而确定大风干旱环境条件下钢筋混凝土结构裂缝宽度限值，为完善《铁路混凝土结构耐久性设计规范》奠定基础。 二、主要研究内容、关键技术及研究方法 （课题研究的创新点和内容，要解决的主要技术难点以及采用的研究试验方法等） 本课题主要研究内容和方法如下： （1）大风干旱环境条件下混凝土耐久性关键影响因素及其作用机制研究 （2）大风干旱环境条件下有害介质在 相似模拟混凝土结构服役条件和可能的裂纹形式，选择RCM氯离子扩散系数检测仪、碳化箱以和SEM扫描电镜等试验仪器并结合化学分析手段，从宏观和微观两个方面研究大风干旱环境条件下有害介质在开裂混凝土中的迁移规律，重点研究裂纹及裂纹宽度对有害介质迁移速率和迁移范围的影响；在归纳分析试验数据的基础上，采用等位图形和仿真计算的方法建立大风干旱环境下有害离子在开裂混凝土中迁移模型。 3）大风干旱环境条件下混凝土结构裂缝宽度限值的确定 本课题的关键技术： （1）大风干旱环境 （2）大风干旱环境下混凝土裂纹诱发条件的量化及典型开裂模型的建立； 3）大风干旱环境下混凝土裂缝宽度限值的确定。 三、课题预期目标、技术经济指标和成果形式 （主要包括①主要技术指标：如形成的专利、新技术、新产品、新装置、新标准、论文专著等数量、指标及其水平等；②主要经济指标：如技术及产品应用所形成的市场规模、效益等；③成果形式。） (1) 要达到的目标 在标准规范方面：提出大风干旱环境条件下钢筋混凝土结构裂缝宽度限值的参考数据，为完善《铁路混凝土结构耐久性设计规范》奠定基础。 （2） 成果形式 ②文章专著：发表学术论文3篇。 3） 主要技术指标 四、课题的年度计划及年度目标 年度 课题的年度计划及年度目标 2013年06月～07月：收集、查阅资料，调研特定地区混凝土开裂现状，跟踪监测裂纹变化情况，细化研究内容，举行开题报告会。 08月～01