荷载作用下氯离子在混凝土中的传输特性
发布时间：2021-05-16 21:19
荷载作用下氯离子在海工混凝土中的传输是导致其结构劣化的主因。目前对氯离子在混凝土中传输特性的研究主要将其传输系数视为常数,实际上传输系数是多因素影响的变化值。此外,当前多数理论和试验研究侧重于氯离子一维方向的传输,而对更加符合实际情况的二维方向的传输研究较少。因此,研究荷载作用下的氯离子多维变系数的传输特性,对于混凝土结构耐久性的研究具有重要理论和现实意义。本文研究内容和结论如下:（1）氯离子扩散系数随混凝土微观结构的变化而变化;在细观尺度上,将混凝土视为骨料、砂浆基体和界面过渡区组成的三相复合材料,基于细观力学理论及其等效均匀化的思想,获得了混凝土在饱和状态下氯离子传输的等效扩散系数,并确定其求解计算公式。（2）选取自然环境中的卵石（椭球形）和碎石（多边形）骨料作为研究对象,利用等效球体积和形状因子特征参数分别对两种骨料进行定量表征;然后,基于Lu的最邻近表面分布函数和球形粒子堆积模型建立了椭球形和多边形骨料周围的ITZ理论计算模型,并对理论模型进行验证。基于Visual Basic6.0语言编写ITZ体积分数计算程序,实现了其可视化和功能化,系统分析了骨料形貌、骨料体积分数、骨料最...
【文章来源】：石家庄铁道大学河北省
【文章页数】：106 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 氯离子传输国内外研究现状
1.2.1 氯离子在混凝土中的传输机理及临界条件
1.2.2 氯离子扩散试验方法研究
1.2.3 氯离子扩散数值模拟研究
1.3 混凝土微观结构与传输性能的影响关系
1.3.1 混凝土中水化产物与微观结构研究
1.3.2 骨料和界面过渡区的氯离子传输研究
1.3.3 传输与微观结构之间的定量关系
1.4 目前研究中存在的问题
1.5 本文研究内容
1.6 论文总体框架
第二章 氯离子等效扩散系数的预测
2.1 混凝土多尺度结构模型
2.2 基于细观理论求解氯离子等效扩散系数
2.3 浆体孔溶液中氯离子扩散系数(Dp)的预测
2.4 混凝土中氯离子扩散
2.5 氯离子扩散试验
2.6 本章小结
第三章 界面过渡区体积分数定量计算
3.1 不同形状骨料定量计算模型理论
3.1.1 椭球形骨料界面过渡区定量计算模型理论基础
3.1.2 碎石骨料形貌等效表征
3.1.3 碎石骨料周围ITZ的定量计算模型
3.1.4 碎石骨料粒子球形度因子s的表征
3.1.5 粗骨料实用球形度统计结果
3.1.6 细骨料实用球形度统计结果
3.2 不同分布下的碎石骨料周围ITZ的计算
3.2.1 ITZ体积分数计算的可视化模拟
3.3 ITZ体积分数影响因素分析
3.4 实际骨料分布周围ITZ的计算
3.5 本章小结
第四章 饱和状态下氯离子一维变系数扩散
4.1 氯离子一维扩散模型
4.2 氯离子一维变系数扩散
4.2.1 数学模型
4.2.2 求解方法
4.3 氯离子一维扩散试验验证
4.4 氯离子一维变系数扩散影响因素分析
4.4.1 水胶比的影响
4.4.2 扩散时间的影响
4.4.3 扩散截面的影响
4.5 荷载作用下氯离子一维变系数扩散
4.5.1 荷载作用下的氯离子分布
4.5.2 扩散截面的氯离子分布
4.6 本章小结
第五章 饱和状态下氯离子二维变系数扩散
5.1 氯离子二维扩散模型
5.2 氯离子二维变系数扩散
5.2.1 数学模型
5.2.2 求解方法
5.3 氯离子二维扩散试验验证
5.4 氯离子二维变系数扩散影响因素分析
5.4.1 水胶比的影响
5.4.2 扩散时间的影响
5.4.3 扩散截面的影响
5.5 荷载作用下氯离子二维变系数扩散
5.5.1 荷载作用下的氯离子分布
5.5.2 扩散点的氯离子分布
5.6 本章小结
第六章 结论与展望
6.1 结论
6.2 展望
参考文献
致谢
个人简历、在学期间的研究成果及发表的学术论文
【参考文献】：
期刊论文
[1]饱水混凝土氯离子侵蚀数值试验随机细观分析[J]. 胡大琳,陈定市,张立兴,陈峰. 长安大学学报(自然科学版). 2017(06)
[2]BP神经网络预测氯盐渍土环境中混凝土结构使用寿命[J]. 荆磊,闫长旺,刘曙光,张菊,段连钧. 混凝土. 2016(10)
[3]疲劳荷载下氯离子在矿渣砂浆中的传输行为研究[J]. 王彩辉,孙伟,蒋金洋,韩建德,叶邦土. 中国科学:技术科学. 2012(05)
[4]Relationship between chloride diffusivity and pore structure of hardened cement paste[J]. Guo-wen SUN, Wei SUN, Yun-sheng ZHANG, Zhi-yong LIU (Jiangsu Key Laboratory of Construction Materials, Southeast University, Nanjing 211189, China). Journal of Zhejiang University-Science A（Applied Physics & Engineering）. 2011(05)
[5]收缩裂缝对混凝土氯离子渗透及碳化的影响[J]. 金祖权,侯保荣,赵铁军,张鹏. 土木建筑与环境工程. 2011(01)
[6]Quantitative Analysis and Affecting Factors of the Overlapping Degree of Interfacial Transition Zone between Neighboring Aggregates in Concrete[J]. 孙国文,孙伟. Journal of Wuhan University of Technology（Materials Science Edition）. 2011(01)
[7]基于Debye-Hückel-Onsager理论的混凝土中离子扩散系数的计算（英文）[J]. 左晓宝,孙伟,李华,周文键. Journal of Southeast University（English Edition）. 2010(04)
[8]矿物掺合料对钢筋锈蚀临界氯离子含量的影响[J]. 张倩倩,孙伟,施锦杰. 硅酸盐学报. 2010(04)
[9]弯曲疲劳载荷作用下结构混凝土抗氯离子扩散性能[J]. 蒋金洋,孙伟,王晶,王彩辉. 东南大学学报(自然科学版). 2010(02)
[10]现代混凝土的研究进展[J]. 李宗津,孙伟,潘金龙. 中国材料进展. 2009(11)
博士论文
[1]细观混凝土分析模型与方法研究[D]. 金浏.北京工业大学 2014
[2]氯离子在损伤及开裂混凝土内的输运机理及作用效应[D]. 延永东.浙江大学 2011
[3]氯离子在混凝土中的输运机理研究[D]. 张奕.浙江大学 2008
硕士论文
[1]不同应力状态下结构混凝土氯离子扩散特性研究[D]. 邹斌.浙江大学 2017
[2]混凝土内氯离子传输模型及其数值研究[D]. 吴静新.哈尔滨工业大学 2012
[3]荷载作用下混凝土中氯离子扩散性能研究及寿命预测[D]. 任心波.青岛理工大学 2012
[4]荷载与硫酸盐侵蚀耦合作用下硫酸根离子在混凝土中扩散反应规律的数值模拟研究[D]. 牛立聪.南京理工大学 2012
[5]氯离子在混凝土中的传输机理研究[D]. 向发海.中南大学 2011
[6]硫酸盐侵蚀环境下的混凝土扩散反应规律研究及数值模拟[D]. 万旭荣.南京理工大学 2010
[7]混凝土氯离子扩散系数和表面开裂时间预测[D]. 毛科峰.浙江工业大学 2007
本文编号：3190415
【文章来源】：石家庄铁道大学河北省
【文章页数】：106 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 氯离子传输国内外研究现状
1.2.1 氯离子在混凝土中的传输机理及临界条件
1.2.2 氯离子扩散试验方法研究
1.2.3 氯离子扩散数值模拟研究
1.3 混凝土微观结构与传输性能的影响关系
1.3.1 混凝土中水化产物与微观结构研究
1.3.2 骨料和界面过渡区的氯离子传输研究
1.3.3 传输与微观结构之间的定量关系
1.4 目前研究中存在的问题
1.5 本文研究内容
1.6 论文总体框架
第二章 氯离子等效扩散系数的预测
2.1 混凝土多尺度结构模型
2.2 基于细观理论求解氯离子等效扩散系数
2.3 浆体孔溶液中氯离子扩散系数(Dp)的预测
2.4 混凝土中氯离子扩散
2.5 氯离子扩散试验
2.6 本章小结
第三章 界面过渡区体积分数定量计算
3.1 不同形状骨料定量计算模型理论
3.1.1 椭球形骨料界面过渡区定量计算模型理论基础
3.1.2 碎石骨料形貌等效表征
3.1.3 碎石骨料周围ITZ的定量计算模型
3.1.4 碎石骨料粒子球形度因子s的表征
3.1.5 粗骨料实用球形度统计结果
3.1.6 细骨料实用球形度统计结果
3.2 不同分布下的碎石骨料周围ITZ的计算
3.2.1 ITZ体积分数计算的可视化模拟
3.3 ITZ体积分数影响因素分析
3.4 实际骨料分布周围ITZ的计算
3.5 本章小结
第四章 饱和状态下氯离子一维变系数扩散
4.1 氯离子一维扩散模型
4.2 氯离子一维变系数扩散
4.2.1 数学模型
4.2.2 求解方法
4.3 氯离子一维扩散试验验证
4.4 氯离子一维变系数扩散影响因素分析
4.4.1 水胶比的影响
4.4.2 扩散时间的影响
4.4.3 扩散截面的影响
4.5 荷载作用下氯离子一维变系数扩散
4.5.1 荷载作用下的氯离子分布
4.5.2 扩散截面的氯离子分布
4.6 本章小结
第五章 饱和状态下氯离子二维变系数扩散
5.1 氯离子二维扩散模型
5.2 氯离子二维变系数扩散
5.2.1 数学模型
5.2.2 求解方法
5.3 氯离子二维扩散试验验证
5.4 氯离子二维变系数扩散影响因素分析
5.4.1 水胶比的影响
5.4.2 扩散时间的影响
5.4.3 扩散截面的影响
5.5 荷载作用下氯离子二维变系数扩散
5.5.1 荷载作用下的氯离子分布
5.5.2 扩散点的氯离子分布
5.6 本章小结
第六章 结论与展望
6.1 结论
6.2 展望
参考文献
致谢
个人简历、在学期间的研究成果及发表的学术论文
【参考文献】：
期刊论文
[1]饱水混凝土氯离子侵蚀数值试验随机细观分析[J]. 胡大琳,陈定市,张立兴,陈峰. 长安大学学报(自然科学版). 2017(06)
[2]BP神经网络预测氯盐渍土环境中混凝土结构使用寿命[J]. 荆磊,闫长旺,刘曙光,张菊,段连钧. 混凝土. 2016(10)
[3]疲劳荷载下氯离子在矿渣砂浆中的传输行为研究[J]. 王彩辉,孙伟,蒋金洋,韩建德,叶邦土. 中国科学:技术科学. 2012(05)
[4]Relationship between chloride diffusivity and pore structure of hardened cement paste[J]. Guo-wen SUN, Wei SUN, Yun-sheng ZHANG, Zhi-yong LIU (Jiangsu Key Laboratory of Construction Materials, Southeast University, Nanjing 211189, China). Journal of Zhejiang University-Science A（Applied Physics & Engineering）. 2011(05)
[5]收缩裂缝对混凝土氯离子渗透及碳化的影响[J]. 金祖权,侯保荣,赵铁军,张鹏. 土木建筑与环境工程. 2011(01)
[6]Quantitative Analysis and Affecting Factors of the Overlapping Degree of Interfacial Transition Zone between Neighboring Aggregates in Concrete[J]. 孙国文,孙伟. Journal of Wuhan University of Technology（Materials Science Edition）. 2011(01)
[7]基于Debye-Hückel-Onsager理论的混凝土中离子扩散系数的计算（英文）[J]. 左晓宝,孙伟,李华,周文键. Journal of Southeast University（English Edition）. 2010(04)
[8]矿物掺合料对钢筋锈蚀临界氯离子含量的影响[J]. 张倩倩,孙伟,施锦杰. 硅酸盐学报. 2010(04)
[9]弯曲疲劳载荷作用下结构混凝土抗氯离子扩散性能[J]. 蒋金洋,孙伟,王晶,王彩辉. 东南大学学报(自然科学版). 2010(02)
[10]现代混凝土的研究进展[J]. 李宗津,孙伟,潘金龙. 中国材料进展. 2009(11)
博士论文
[1]细观混凝土分析模型与方法研究[D]. 金浏.北京工业大学 2014
[2]氯离子在损伤及开裂混凝土内的输运机理及作用效应[D]. 延永东.浙江大学 2011
[3]氯离子在混凝土中的输运机理研究[D]. 张奕.浙江大学 2008
硕士论文
[1]不同应力状态下结构混凝土氯离子扩散特性研究[D]. 邹斌.浙江大学 2017
[2]混凝土内氯离子传输模型及其数值研究[D]. 吴静新.哈尔滨工业大学 2012
[3]荷载作用下混凝土中氯离子扩散性能研究及寿命预测[D]. 任心波.青岛理工大学 2012
[4]荷载与硫酸盐侵蚀耦合作用下硫酸根离子在混凝土中扩散反应规律的数值模拟研究[D]. 牛立聪.南京理工大学 2012
[5]氯离子在混凝土中的传输机理研究[D]. 向发海.中南大学 2011
[6]硫酸盐侵蚀环境下的混凝土扩散反应规律研究及数值模拟[D]. 万旭荣.南京理工大学 2010
[7]混凝土氯离子扩散系数和表面开裂时间预测[D]. 毛科峰.浙江工业大学 2007
本文编号：3190415
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