非饱和混凝土中氯离子传输规律研究

发布时间：2017-06-17 13:03

  本文关键词：非饱和混凝土中氯离子传输规律研究，由笔耕文化传播整理发布。

【摘要】：非饱和氯盐侵蚀环境中,氯离子侵蚀引起钢筋锈蚀、保护层脱落等混凝土结构耐久性问题,是当今领域内学者所普遍关注的问题。研究分析非饱和状态下水分和氯离子在混凝土内的传输过程、传输机理,建立相应环境下水分和氯离子传输规律模型对钢筋混凝土耐久性极其重要。首先,本文对干湿交替作用下混凝土内水分传输机理进行了深入探讨,构建了干湿交替作用下水分传输模型,并通过相应实验进行了验证。然后,系统的分析了非饱和混凝土内氯离子传输机理,构建了非饱和状态下混凝土中氯离子扩散-对流传输模型,并通过干湿循环实验和浪溅区模拟实验进行了验证。本文的主要研究内容及相关结论如下:(1)探讨了混凝土中水分传输是水蒸汽的扩散和液态水的渗流共同作用,并指出水分在干燥、湿润过程中,其传输速率存在差异和等效水分扩散系数存在滞后性等特点,提出干燥和湿润过程应采用不同的扩散系数描述干湿交替作用下的水分传输。(2)通过干湿交替下水分传输实验,对毛细吸水系数、混凝土内部相对湿度和水分传输速率进行了研究,并通过数值模拟对不同等效扩散系数进行了试算,计算结果表明,传输模型选取合适的扩散系数能够用于模拟干湿交替作用下水分传输,水分传输中传输速率和影响深度主要由初始条件、扩散系数、干燥和湿润时间决定。(3)从非饱和混凝土中氯离子的传输机理出发,介绍了扩散和对流的基本理论,将水分传输的效果并入到氯离子对流作用中,建立了非饱和状态下氯离子扩散-对流传输模型。(4)干湿交替下氯离子侵蚀实验表明,干湿循环条件下较全浸泡更能加速氯离子传输,表层氯离子对流峰值和氯离子含量和干湿比并不存在单调关系,而是由干燥和湿润过程共同决定;浪溅区模拟试验表明:干湿交替区域表层氯离子含量随高程的增加先增大后减小,在浪溅区和潮差区交界处氯离子侵蚀较为严重,可作为耐久性设计的关键部位。
【关键词】：混凝土 水分传输 氯离子 传输机理 干湿交替
【学位授予单位】：湖南科技大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2016
【分类号】：TU528
【目录】：

• 摘要5-6
• ABSTRACT6-10
• 第一章 绪论10-22
• 1.1 引言10-12
• 1.2 国内外研究现状12-19
• 1.2.1 混凝土中水分传输模型研究现状12-14
• 1.2.2 非饱和状态下氯离子传输模型研究现状14-19
• 1.3 目前研究工作存在的问题19-20
• 1.4 本课题主要研究目的和内容20-22
• 第二章 干湿交替条件下水分传输研究22-30
• 2.1 引言22
• 2.2 混凝土孔隙结构和渗透性22-23
• 2.3 水蒸汽在混凝土孔隙中的扩散23-24
• 2.4 液态水在混凝孔隙中的渗流24-25
• 2.5 水分在混凝土中传输模型25-27
• 2.6 等效水分扩散系数及其滞后现象27-28
• 2.7 本章小结28-30
• 第三章 干湿交替下水分传输实验及数值分析30-46
• 3.1 前言30
• 3.2 实验材料与样品制备30-33
• 3.2.1 试验材料与仪器30-31
• 3.2.2 混凝土配合比31-32
• 3.2.3 试件制备32-33
• 3.3 实验方法与过程33-34
• 3.3.1 混凝土湿润过程33-34
• 3.3.2 混凝土干燥过程34
• 3.4 实验结果及分析34-37
• 3.4.1 混凝土湿润过程34-36
• 3.4.2 混凝土干燥过程36-37
• 3.5 混凝土湿润与干燥过程数值模拟37-44
• 3.5.1 湿润过程模拟38-41
• 3.5.2 干燥过程模拟41-44
• 3.6 本章小结44-46
• 第四章 非饱和混凝土中氯离子传输机理及传输模型46-54
• 4.1 引言46
• 4.2 非饱和混凝土中氯离子传输机理46-51
• 4.2.1 扩散过程46-49
• 4.2.2 对流过程49-51
• 4.3 非饱和混凝土中氯离子传输模型51-53
• 4.3.1 传输方程51-52
• 4.3.2 边界条件52-53
• 4.4 本章小结53-54
• 第五章 试验研究54-74
• 5.1 引言54
• 5.2 干湿交替下氯离子侵蚀试验54-66
• 5.2.1 实验设计54-61
• 5.2.2 实验结果及传输特性分析61-64
• 5.2.3 数值模拟64-66
• 5.3 浪溅区氯离子侵蚀模拟试验66-72
• 5.3.1 实验设计66-69
• 5.3.2 试验结果及传输特性分析69-72
• 5.4 本章小结72-74
• 第六章 结论与展望74-76
• 6.1 结论74
• 6.2 研究展望74-76
• 参考文献76-80
• 致谢80-82
• 附录A82

【参考文献】

中国期刊全文数据库 前4条

1 潘子超;陈艾荣;;氯离子在非饱和混凝土中传输过程的数值模拟[J];同济大学学报(自然科学版);2011年03期

2 林刚;刘应华;;干湿交替下混凝土氯离子运输模拟[J];武汉工业学院学报;2009年03期

3 金伟良;张奕;卢振勇;;非饱和状态下氯离子在混凝土中的渗透机理及计算模型[J];硅酸盐学报;2008年10期

4 晁鹏飞;郑建岚;王雪芳;;高性能混凝土水分扩散数值解法[J];福州大学学报(自然科学版);2007年06期

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本文编号：458371