基于单曲线回归法和X-CT的水泥基材料离子传输研究

发布时间：2022-11-07 17:36

　　钢筋混凝土结构通常会被用于不同的环境中长达数十载甚至上百年,所以其耐久性非常重要。在混凝土结构的各种耐久性问题中,钢筋的锈蚀是一个重要问题。钢筋的锈蚀主要由氯离子的扩散侵入控制,同时,氯离子在传输的过程中会与水泥基体通过物理吸附或化学反应的方式形成结合氯离子,从而对氯离子的扩散传输产生影响,最终在材料内形成一定的浓度分布曲线。因此,如何准确、方便地测得水泥基材料中氯离子的浓度曲线,并得到氯离子的扩散和结合能力,对研究水泥基材料中的氯离子传输和寿命预测模型具有重要的理论意义和应用价值。首先,基于总氯离子浓度曲线与控制氯离子侵入的扩散能力和结合能力存在因果关系,我们提出了一种获取水泥基材料中氯离子的扩散参数和结合参数的方法。该方法只需要一条总氯离子浓度曲线,通过回归计算可同时获取氯离子的有效扩散系数和等温吸附曲线参数。此外,该方法还可以进一步计算得到各参数的置信区间,表观扩散系数随时间和空间分布曲线,总氯离子、结合氯离子、自由氯离子在时间和空间上的分布曲线。其次,我们对该方法进行了数值实验和文献数据应用。数值实验发现该方法具有很好的收敛性。通过对文献中的9条总氯离子浓度曲线进行计算、分析发... 

【文章页数】：65 页

【学位级别】：硕士

【文章目录】：
摘要
Abstract
第一章 绪论
    1.1 研究背景及意义
    1.2 水泥基材料中氯离子的传输
        1.2.1 扩散
        1.2.2 电迁移
        1.2.3 毛细吸附
    1.3 氯离子传输的实验方法
        1.3.1 菲克第一定律
        1.3.2 菲克第二定律
        1.3.3 能斯特-普朗克方程
    1.4 氯离子吸附
        1.4.1 测定氯离子吸附曲线的方法
        1.4.2 氯离子等温吸附曲线
    1.5 X-CT在离子传输研究中的应用
    1.6 碘离子在水泥基材料中的扩散
    1.7 研究现状归纳以及存在问题
    1.8 本文研究内容
第二章 单曲线回归法
    2.1 得到三个参数的方法
    2.2 得到置信区间的方法
    2.3 数值实验
    2.4 结果
        2.4.1 数值实验的结果
        2.4.2 文献数据计算的结果
    2.5 对计算结果的讨论
        2.5.1 对单曲线回归法收敛性的讨论
        2.5.2 对扩散系数的讨论
        2.5.3 对氯离子吸附曲线的讨论
        2.5.4 对自由氯离子浓度曲线的讨论
    2.6 小结
第三章 X-CT测碘离子的扩散系数
    3.1 实验与原始数据处理
        3.1.1 样品制备
        3.1.2 扩散实验
        3.1.3 X-CT扫描
        3.1.4 原始数据处理
    3.2 获取扩散参数的方法
        3.2.1 单曲线回归法
        3.2.2 误差函数法对灰度差曲线的拟合
        3.2.3 误差函数法对碘离子浓度曲线的拟合
    3.3 讨论
        3.3.1 拟合结果的讨论
        3.3.2 不同方法的对比
    3.4 小结
第四章 结论与展望
    4.1 结论
    4.2 展望
参考文献
攻读硕士期间科研成果
致谢


【参考文献】：
期刊论文
[1]Local porosity distribution of cement paste characterized by X-ray micro-tomography[J]. WAN KeShu,XU Qiong.  Science China（Technological Sciences）. 2014(05)
[2]Evaluation Research on Applicability of Rapid Iodide Migration Test[J]. 宋子健,JIANG Linhua,CHU Hongqiang,XIONG Chuansheng.  Journal of Wuhan University of Technology（Materials Science Edition）. 2014(02)
[3]混凝土中氯离子迁移特征的表征[J]. 史才军,元强,邓德华,郑克仁.  硅酸盐学报. 2007(04)

博士论文
[1]基于碘离子传输特征的混凝土渗透性评价方法研究[D]. 刘军.中南大学 2013



本文编号：3704109