中文摘要：

我国北方沿海和除冰环境下钢筋混凝土结构受到荷载、冻融循环和海水侵蚀的综合作用，导致结构力学性能劣化加速。本项目拟针对寒冷地区沿海和除冰环境下钢筋混凝土结构的实际工作状态，采取实验室模拟试验方法，研究在冻融循环和氯离子侵蚀环境下持续承载的钢筋混凝土结构表观形态、力学性能和微观材料状态劣化情况，重点研究持续承受荷载比例、混凝土强度等级对钢筋混凝土结构裂缝发展、混凝土剥离、刚度、承载力、滞回性能和延性的影响；研究持续承受荷载比例、混凝土强度等级对钢筋混凝土结构中氯离子扩散、材料微观状态和化学成分的影响；研究荷载类型（静力、疲劳）对钢筋混凝土结构中氯离子扩散、材料微观状态和化学成分的影响；研究冻融与侵蚀环境下混凝土损伤本构关系并进行结构非线性损伤分析；提出冻融循环与氯离子侵蚀综合作用下保证钢筋混凝土结构耐久性的荷载上限值及结构耐久性设计方法

结论摘要：

北方沿海地区或除冰环境的混凝土结构受到使用荷载与冻融氯侵蚀环境的综合作用,但是这种综合作用对结构耐久性的影响程度尚不清楚。本项目通过实验室的冻融循环与海水浸泡交替作用模拟寒冷沿海或除冰环境，试验研究不同比例持续承载（或不同宽度初始裂缝）、不同类型荷载（持续承载、疲劳）损伤钢筋混凝土构件(梁、柱)力学性能的劣化规律及带裂缝钢筋混凝土粘结性能劣化规律；通过实测损伤钢筋混凝土结构的氯离子含量获取损伤混凝土的氯扩散规律并预测结构剩余使用寿命。还试验研究了海水干湿循环作用下损伤钢筋混凝土结构性能劣化规律和氯扩散规律,以便与冻融与氯腐蚀环境的结构劣化规律进行比较。试验研究结果表明,在正常使用荷载作用下，随着持续荷载水平（或初始裂缝宽度）增加,结构力学性能劣化和氯离子扩散加速，尤其当持续荷载裂缝宽度大于0.1mm或疲劳荷载幅值大于20%静力极限荷载时结构性能劣化和氯扩散增速显著。试验结果还表明，由于混凝土的自修复效应，在海水干湿循环中RC结构中宽度小于0.05mm的初始裂缝基本消失，而冻融与海水浸泡环境下RC结构未见自修复效应。试验结果证实，承受同样比例荷载的梁或大偏压柱试件混凝土受拉区,裂缝和拉应变都能加速氯离子扩散，裂缝处的氯扩散系数大于未开裂混凝土。本项目研究的创新点在于综合模拟了冻融和氯腐蚀环境下正常服役阶段钢筋混凝土结构的实际工作状态，试验证实了持续荷载比例（裂缝宽度）、工作环境（冻融循环与海水浸泡交替环境、海水干湿环境、大气环境）及荷载类型（持续荷载，疲劳荷载）都会对结构性能劣化和氯离子扩散进而对钢筋混凝土结构耐久性产生不利影响。项目研究发表和录用学术论文14篇（其中SCI期刊2篇，EI期刊4篇，核心期刊7篇）。培养硕士、博士研究生7名。