針對現(xiàn)代混凝土結(jié)構(gòu)耐久性建立多功能氣候試驗室的必要性

多功能試驗室可以模擬環(huán)境下人工進行混凝土早期特性、裂縫控制及耐久性的試驗，對混凝土結(jié)構(gòu)環(huán)境模擬試驗室技術(shù)進行研究。通過人工加速試驗系統(tǒng)分析混凝土結(jié)構(gòu)所處不同環(huán)境區(qū)域環(huán)境的影響。由于環(huán)境的惡化使混凝土結(jié)構(gòu)的耐久性受到嚴重影響，在施工建設和服役過程也暴露出許多值得關(guān)注的新問題。其中混凝土結(jié)構(gòu)的耐久性不足致使加固維修費用高昂，混凝土的早期開裂導致結(jié)構(gòu)性能的劣化等問題尤為嚴重?；炷两Y(jié)構(gòu)耐久性、早期開裂及裂縫控制不僅與材料內(nèi)在特性有關(guān)，更受控于各種環(huán)境參數(shù)溫度、濕度等的變化，而現(xiàn)場進行混凝土耐久性試驗，周期長、費用高，實現(xiàn)困難，因此需要創(chuàng)建室內(nèi)模擬環(huán)境進行長期的或加速的混凝土耐久性仿真研究擴結(jié)構(gòu)開裂機理的研究。

利用環(huán)境模擬技術(shù)，建設大型多功能自動控制混凝土結(jié)構(gòu)環(huán)境模擬室，可以人工模擬各種大氣環(huán)境、工業(yè)環(huán)境的單一因素或綜合因素作用，開展混凝土環(huán)境試驗及相關(guān)理論研究。在實驗室對混凝土材料、結(jié)構(gòu)的基本的熱學、力學、收縮、徐變、損傷等特性及其與各種氣候環(huán)境、海洋環(huán)境、腐蝕環(huán)境的定量關(guān)系進行全面系統(tǒng)的仿真研究，加強材料與結(jié)構(gòu)的學科交叉。針對小型構(gòu)件或大型結(jié)構(gòu)仿真模型，真實再現(xiàn)工程實際環(huán)境，進行結(jié)構(gòu)裂縫的開裂機制、開裂應力發(fā)展變化、裂縫形成、結(jié)構(gòu)破壞的全過程跟蹤試驗研究，達到從表觀至本質(zhì)、微觀至宏觀的規(guī)律解析，裂控研究將會有較大的突破。因此研究混凝土環(huán)境模擬試驗室技術(shù)是非常必要的，對保證結(jié)構(gòu)的安全性、耐久性有重要意義。

目前，環(huán)境模擬技術(shù)已趨成熟。利用單一因素的環(huán)境模擬試驗，如溫度、濕度、氣壓、沙塵、鹽霧、淋雨、風、太陽輻射、空間環(huán)境等氣候環(huán)境模擬試驗以及靜載、振動、沖擊等力學環(huán)境模擬試驗，易于找出單一環(huán)境因素對結(jié)構(gòu)性能的影響規(guī)律以；多功能氣候試驗室可以模擬2個以上環(huán)境參數(shù)同時作用的模擬試驗，可以真實地模擬實驗對象實際經(jīng)受綜合環(huán)境的影響，增加試驗的真實性和可靠性。國內(nèi)外對于環(huán)境試驗也相繼分布了有關(guān)的針對各種研究領(lǐng)域的環(huán)境試驗標準，但在實際應用中還要進行試驗標準的剪裁、試驗應力篩選等項工作，以得到更加可靠適用的試驗成果。用環(huán)境模擬技術(shù)，建設混凝土材料、結(jié)構(gòu)的環(huán)境模擬試驗室是*可行的?；炷两Y(jié)構(gòu)耐久性、早期特性及裂縫控制研究所需要的各項環(huán)境指標，如氣候環(huán)境、工業(yè)腐蝕環(huán)境、海洋侵蝕環(huán)境等等，都是可以實現(xiàn)的。因此，開展混凝土結(jié)構(gòu)環(huán)境模擬試驗室技術(shù)的研究，深入探討混凝土結(jié)構(gòu)環(huán)境模擬試驗的關(guān)健技術(shù)，定能建成高標準高水平的混凝土結(jié)構(gòu)試驗研究平臺，促進混凝土相關(guān)學科的發(fā)展。

多種環(huán)境的綜合實驗

進行混凝土結(jié)構(gòu)環(huán)境模擬試驗，需要模擬的實際環(huán)境多種多樣，如單一環(huán)境因素的模擬，包括高溫、低溫、濕度循環(huán)、濕度循環(huán)、寒潮襲擊、劇烈干燥、淋雨、結(jié)露、凍融循環(huán)、鹽類及化學物質(zhì)浸蝕、酸性氣體腐蝕等各種氣候及腐蝕環(huán)境等。

試驗室主要功能

1 模擬自然條件下的氣候環(huán)境、海洋環(huán)境、工業(yè)環(huán)境；

2 人工氣候環(huán)境下各種工程材料、結(jié)構(gòu)的耐久性試驗；

3 人工氣候環(huán)境混凝土結(jié)構(gòu)熱學性能及早期特性試驗；

4 人工氣候環(huán)境混凝土結(jié)構(gòu)裂縫控制研究；

5 海洋環(huán)境下工程材料、結(jié)構(gòu)的耐久性試驗；

6 海洋環(huán)境混凝土結(jié)構(gòu)裂縫控制研究；

7 工業(yè)腐蝕環(huán)境下工程材料、結(jié)構(gòu)耐久性試驗；

8 其他有關(guān)的環(huán)境試驗綜合環(huán)境、可靠性試驗等。

試驗室布局及控制

環(huán)境模擬試驗室分為2部分，一部分為高低溫濕熱交變?nèi)照沼炅軐嶒瀰^(qū)，另一部分為鹽霧、腐蝕氣體環(huán)境、海洋環(huán)境實驗區(qū)）。兩部分可獨立運行，單獨進行有關(guān)試驗，也可交替進行同批次結(jié)構(gòu)模型試件的試驗，即實現(xiàn)試驗環(huán)境的綜合性。兩實驗區(qū)有效空間分別為：3.5m×2.3m×2m和3.5m×2m×2m。

試驗室各分系統(tǒng)主要有：主室體、空氣循環(huán)系統(tǒng)、新風系統(tǒng)、日照系統(tǒng)、淋雨系統(tǒng)、加濕系統(tǒng)、除濕系統(tǒng)、制冷系統(tǒng)、加熱系統(tǒng)、控制系統(tǒng)等。研究各分系統(tǒng)的技術(shù)及設備配套，在保證各分系統(tǒng)協(xié)調(diào)控制的基礎上，進行智能化操作控制。試驗室設備應使用防腐材料，以適應所模擬的腐蝕環(huán)境，保證其使用壽命。

試驗室大門與澆筑場地之間的通道設置專門的帶滾輪平板小車及滑移軌道，試件或結(jié)構(gòu)模型在小車上的模具內(nèi)直接澆筑，拆模后移入試驗室內(nèi)。

試驗室的主要技術(shù)性能指標

依據(jù)試驗室所要實現(xiàn)的功能以及混凝土材料結(jié)構(gòu)的實際工程環(huán)境，確定其主要技術(shù)性能指標如表1所示。

表1    混凝土環(huán)境模擬試驗室主要技術(shù)性能指標

（備注：具體試驗室尺寸大小根據(jù)客戶試驗構(gòu)件大小來確定）