針對現代混凝土結構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，對混凝土結構環境模擬試驗室技術進行研究。通過人工加速試驗系統分析混凝土結構所處不同環境區域環境的影響。由于環境的惡化使混凝土結構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注的新問題。其中混凝土結構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構性能的劣化等問題尤為嚴重。混凝土結構耐久性、早期開裂及裂縫控制不僅與材料內在特性有關，更受控于各種環境參數溫度、濕度等的變化，而現場進行混凝土耐久性試驗，周期長、費用高，實現困難，因此需要創建室內模擬環境進行長期的或加速的混凝土耐久性仿真研究擴結構開裂機理的研究。

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

目前，環境模擬技術已趨成熟。利用單一因素的環境模擬試驗，如溫度、濕度、氣壓、沙塵、鹽霧、淋雨、風、太陽輻射、空間環境等氣候環境模擬試驗以及靜載、振動、沖擊等力學環境模擬試驗，易于找出單一環境因素對結構性能的影響規律以；多功能氣候試驗室可以模擬2個以上環境參數同時作用的模擬試驗，可以真實地模擬實驗對象實際經受綜合環境的影響，增加試驗的真實性和可靠性。國內外對于環境試驗也相繼分布了有關的針對各種研究領域的環境試驗標準，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。用環境模擬技術，建設混凝土材料、結構的環境模擬試驗室是*可行的。混凝土結構耐久性、早期特性及裂縫控制研究所需要的各項環境指標，如氣候環境、工業腐蝕環境、海洋侵蝕環境等等，都是可以實現的。因此，開展混凝土結構環境模擬試驗室技術的研究，深入探討混凝土結構環境模擬試驗的關健技術，定能建成高標準高水平的混凝土結構試驗研究平臺，促進混凝土相關學科的發展。

多種環境的綜合實驗

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

試驗室主要功能

1 模擬自然條件下的氣候環境、海洋環境、工業環境；

2 人工氣候環境下各種工程材料、結構的耐久性試驗；

3 人工氣候環境混凝土結構熱學性能及早期特性試驗；

4 人工氣候環境混凝土結構裂縫控制研究；

5 海洋環境下工程材料、結構的耐久性試驗；

6 海洋環境混凝土結構裂縫控制研究；

7 工業腐蝕環境下工程材料、結構耐久性試驗；

8 其他有關的環境試驗綜合環境、可靠性試驗等。

試驗室布局及控制

環境模擬試驗室分為2部分，一部分為高低溫濕熱交變日照雨淋實驗區，另一部分為鹽霧、腐蝕氣體環境、海洋環境實驗區）。兩部分可獨立運行，單獨進行有關試驗，也可交替進行同批次結構模型試件的試驗，即實現試驗環境的綜合性。兩實驗區有效空間分別為：3.5m×2.3m×2m和3.5m×2m×2m。

試驗室各分系統主要有：主室體、空氣循環系統、新風系統、日照系統、淋雨系統、加濕系統、除濕系統、制冷系統、加熱系統、控制系統等。研究各分系統的技術及設備配套，在保證各分系統協調控制的基礎上，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，試件或結構模型在小車上的模具內直接澆筑，拆模后移入試驗室內。

試驗室的主要技術性能指標

依據試驗室所要實現的功能以及混凝土材料結構的實際工程環境，確定其主要技術性能指標如表1所示。

表1    混凝土環境模擬試驗室主要技術性能指標

（備注：具體試驗室尺寸大小根據客戶試驗構件大小來確定）