细观层次混凝土中氯离子扩散机理研究
发布时间：2021-06-23 16:59
在沿海、海洋及除冰盐环境中,氯离子侵蚀是造成混凝土结构中钢筋锈蚀的主要原因。钢筋发生锈蚀后,会导致钢筋混凝土结构承载力退化,严重影响其使用寿命。与宏观层次相比,细观层次混凝土模型能考虑混凝土的非均匀性,与实际情况更接近,因此本文从细观层次研究氯离子在混凝土中的扩散,主要进行了如下工作:首先,基于骨料级配建立了细观混凝土多边形骨料数值模型,利用该数值模型模拟了氯离子在混凝土中的扩散。并讨论了不同粗骨料形状、界面过渡区厚度与扩散系数、水灰比等因素对氯离子扩散的影响。结果表明:在粗骨料体积分数相同的情况下,粗骨料形状对氯离子扩散影响较小;界面过渡区的厚度和扩散系数的增大会造成在深度10mm之前氯离子浓度减小,10mm-40mm之间氯离子浓度变大;当水灰比增大1.33倍和2倍时,氯离子扩散深度分别增大2倍和4.6倍。其次,建立了细观开裂混凝土多边形骨料数值模型,利用该数值模型对开裂混凝土中的氯离子扩散进行了模拟,并研究了不同裂缝宽度和裂缝间距下氯离子的扩散规律。结果表明:氯离子在开裂混凝土中的扩散区域分为完整区和裂缝区,在裂缝区中氯离子扩散是二维扩散,在完整区中氯离子扩散为一维扩散;裂缝间距对...
【文章来源】：北京交通大学北京市 211工程院校 教育部直属院校
【文章页数】：108 页
【学位级别】：硕士
【部分图文】：
图１－１钢筋锈蚀引起的结构性能退化??Ｆｉｇ．?１－１?Ｔｈｅ?ｄｅｇｒａｄａｔｉｏｎ?ｏｆ?ｓｔｒｕｃｔｕｒａｌ?ｐｅｒｆｏｒｍａｎｃｅ?ｃａｕｓｅｄ?ｂｙ?ｓｔｅｅｌ?ｃｏｒｒｏｓｉｏｎ??
?胀性，其体积是原钢筋体积的３？５倍［１］，会对周围混凝土产生挤压力，不仅会引起??混凝土结构保护层的开裂还会使保护层整体脱落，如图１－２、图１－３所示，而保护??层开裂和剥落会为氯离子提供便捷通道从而加快钢筋的锈蚀速率，从而引起一系??列混凝土耐久性方面的问题。因此，对于氯盐环境下钢筋混凝土耐久性研究具有重??要意义。??ＷＬＭ，??图１－２保护层开裂?图１－３保护层脱落??Ｆｉｇ．?１－２?Ｃｏｎｃｒｅｔｅ?ｃｏｖｅｒ?ｃｒａｃｋｉｎｇ?Ｆｉｇ．?１－３?Ｃｏｎｃｒｅｔｅ?ｃｏｖｅｒ?ｐｅｅｌｉｎｇ?ｏｆｆ??为了对混凝土中氯离子的扩散有清楚的认识，各国学者先后展开了大量关于??氯离子扩散的试验研究，一方面了解了氯离子的扩散规律，另一方面也推动了新型??混凝土材料的开发和应用，使混凝土抵抗氯离子入侵的能力得到了增强。然而，研??宄混凝土中氯离子扩散过程存在两方面不足，一方面试验费用昂贵，混凝土中氯离??子扩散过程受外界环境条件影响很大
?胀性，其体积是原钢筋体积的３？５倍［１］，会对周围混凝土产生挤压力，不仅会引起??混凝土结构保护层的开裂还会使保护层整体脱落，如图１－２、图１－３所示，而保护??层开裂和剥落会为氯离子提供便捷通道从而加快钢筋的锈蚀速率，从而引起一系??列混凝土耐久性方面的问题。因此，对于氯盐环境下钢筋混凝土耐久性研究具有重??要意义。??ＷＬＭ，??图１－２保护层开裂?图１－３保护层脱落??Ｆｉｇ．?１－２?Ｃｏｎｃｒｅｔｅ?ｃｏｖｅｒ?ｃｒａｃｋｉｎｇ?Ｆｉｇ．?１－３?Ｃｏｎｃｒｅｔｅ?ｃｏｖｅｒ?ｐｅｅｌｉｎｇ?ｏｆｆ??为了对混凝土中氯离子的扩散有清楚的认识，各国学者先后展开了大量关于??氯离子扩散的试验研究，一方面了解了氯离子的扩散规律，另一方面也推动了新型??混凝土材料的开发和应用，使混凝土抵抗氯离子入侵的能力得到了增强。然而，研??宄混凝土中氯离子扩散过程存在两方面不足，一方面试验费用昂贵，混凝土中氯离??子扩散过程受外界环境条件影响很大
【参考文献】：
期刊论文
[1]混凝土中氯离子扩散数值分析方法及实桥应用[J]. 胡守旺,彭建新,张建仁. 铁道科学与工程学报. 2017(12)
[2]氯离子在开裂混凝土中的扩散特性研究[J]. 张菊辉,刘颖慧,时哲敏. 建筑材料学报. 2018(02)
[3]开裂混凝土中氯离子扩散的数值模拟[J]. 舒婷,张丽娜. 工程质量. 2017(09)
[4]带裂缝混凝土氯离子扩散作用试验研究及数值模拟[J]. 张希瑾,田稳苓,王浩宇,卿龙邦. 土木建筑与环境工程. 2017(02)
[5]压缩荷载作用下混凝土中氯离子扩散行为细观模拟[J]. 杜修力,金浏,张仁波. 建筑材料学报. 2016(01)
[6]饱和开裂混凝土氯离子二维扩散的数值模拟[J]. 申志超,别社安,刘欣,倪敏,王胜年. 天津大学学报(自然科学与工程技术版). 2016(01)
[7]开裂混凝土中氯离子扩散行为的细观数值模拟[J]. 杜修力,张仁波,金浏. 北京工业大学学报. 2015(04)
[8]二维混凝土骨料随机生成与投放算法及程序[J]. 任志刚,徐彬,李培鹏,徐长武. 土木工程与管理学报. 2015(01)
[9]裂缝对混凝土中氯离子传输的影响的研究进展[J]. 朱承龙,蒋林华,李炜,刘浩,王永亮. 混凝土. 2014(05)
[10]开裂混凝土中氯离子传输的数值模拟[J]. 张士萍,刘加平,朱春银,朱洪俊,高春生,赵宇. 混凝土. 2012(09)
博士论文
[1]寒区不利因素作用下RC结构耐久性及力学性能演化规律试验研究[D]. 张禹维.吉林大学 2018
[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]基于氯离子侵蚀的混凝土耐久性与寿命预测研究[D]. 孙丛涛.西安建筑科技大学 2011
硕士论文
[1]混凝土氯离子扩散理论修正模型及其数值模拟[D]. 刘飞.安徽理工大学 2018
[2]氯盐侵蚀混凝土过程的精细化数值模拟与试验研究[D]. 葛元飞.东南大学 2017
[3]氯盐扩散及诱发的混凝土保护层锈胀开裂行为细观数值研究[D]. 张仁波.北京工业大学 2015
[4]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
[5]蒸养预应力混凝土碳化及氯离子侵蚀试验研究及理论分析[D]. 王敏.中南大学 2012
[6]预应力混凝土结构抗氯离子侵蚀的耐久性研究[D]. 黄素辉.中南大学 2007
本文编号：3245318
【文章来源】：北京交通大学北京市 211工程院校 教育部直属院校
【文章页数】：108 页
【学位级别】：硕士
【部分图文】：
图１－１钢筋锈蚀引起的结构性能退化??Ｆｉｇ．?１－１?Ｔｈｅ?ｄｅｇｒａｄａｔｉｏｎ?ｏｆ?ｓｔｒｕｃｔｕｒａｌ?ｐｅｒｆｏｒｍａｎｃｅ?ｃａｕｓｅｄ?ｂｙ?ｓｔｅｅｌ?ｃｏｒｒｏｓｉｏｎ??
?胀性，其体积是原钢筋体积的３？５倍［１］，会对周围混凝土产生挤压力，不仅会引起??混凝土结构保护层的开裂还会使保护层整体脱落，如图１－２、图１－３所示，而保护??层开裂和剥落会为氯离子提供便捷通道从而加快钢筋的锈蚀速率，从而引起一系??列混凝土耐久性方面的问题。因此，对于氯盐环境下钢筋混凝土耐久性研究具有重??要意义。??ＷＬＭ，??图１－２保护层开裂?图１－３保护层脱落??Ｆｉｇ．?１－２?Ｃｏｎｃｒｅｔｅ?ｃｏｖｅｒ?ｃｒａｃｋｉｎｇ?Ｆｉｇ．?１－３?Ｃｏｎｃｒｅｔｅ?ｃｏｖｅｒ?ｐｅｅｌｉｎｇ?ｏｆｆ??为了对混凝土中氯离子的扩散有清楚的认识，各国学者先后展开了大量关于??氯离子扩散的试验研究，一方面了解了氯离子的扩散规律，另一方面也推动了新型??混凝土材料的开发和应用，使混凝土抵抗氯离子入侵的能力得到了增强。然而，研??宄混凝土中氯离子扩散过程存在两方面不足，一方面试验费用昂贵，混凝土中氯离??子扩散过程受外界环境条件影响很大
?胀性，其体积是原钢筋体积的３？５倍［１］，会对周围混凝土产生挤压力，不仅会引起??混凝土结构保护层的开裂还会使保护层整体脱落，如图１－２、图１－３所示，而保护??层开裂和剥落会为氯离子提供便捷通道从而加快钢筋的锈蚀速率，从而引起一系??列混凝土耐久性方面的问题。因此，对于氯盐环境下钢筋混凝土耐久性研究具有重??要意义。??ＷＬＭ，??图１－２保护层开裂?图１－３保护层脱落??Ｆｉｇ．?１－２?Ｃｏｎｃｒｅｔｅ?ｃｏｖｅｒ?ｃｒａｃｋｉｎｇ?Ｆｉｇ．?１－３?Ｃｏｎｃｒｅｔｅ?ｃｏｖｅｒ?ｐｅｅｌｉｎｇ?ｏｆｆ??为了对混凝土中氯离子的扩散有清楚的认识，各国学者先后展开了大量关于??氯离子扩散的试验研究，一方面了解了氯离子的扩散规律，另一方面也推动了新型??混凝土材料的开发和应用，使混凝土抵抗氯离子入侵的能力得到了增强。然而，研??宄混凝土中氯离子扩散过程存在两方面不足，一方面试验费用昂贵，混凝土中氯离??子扩散过程受外界环境条件影响很大
【参考文献】：
期刊论文
[1]混凝土中氯离子扩散数值分析方法及实桥应用[J]. 胡守旺,彭建新,张建仁. 铁道科学与工程学报. 2017(12)
[2]氯离子在开裂混凝土中的扩散特性研究[J]. 张菊辉,刘颖慧,时哲敏. 建筑材料学报. 2018(02)
[3]开裂混凝土中氯离子扩散的数值模拟[J]. 舒婷,张丽娜. 工程质量. 2017(09)
[4]带裂缝混凝土氯离子扩散作用试验研究及数值模拟[J]. 张希瑾,田稳苓,王浩宇,卿龙邦. 土木建筑与环境工程. 2017(02)
[5]压缩荷载作用下混凝土中氯离子扩散行为细观模拟[J]. 杜修力,金浏,张仁波. 建筑材料学报. 2016(01)
[6]饱和开裂混凝土氯离子二维扩散的数值模拟[J]. 申志超,别社安,刘欣,倪敏,王胜年. 天津大学学报(自然科学与工程技术版). 2016(01)
[7]开裂混凝土中氯离子扩散行为的细观数值模拟[J]. 杜修力,张仁波,金浏. 北京工业大学学报. 2015(04)
[8]二维混凝土骨料随机生成与投放算法及程序[J]. 任志刚,徐彬,李培鹏,徐长武. 土木工程与管理学报. 2015(01)
[9]裂缝对混凝土中氯离子传输的影响的研究进展[J]. 朱承龙,蒋林华,李炜,刘浩,王永亮. 混凝土. 2014(05)
[10]开裂混凝土中氯离子传输的数值模拟[J]. 张士萍,刘加平,朱春银,朱洪俊,高春生,赵宇. 混凝土. 2012(09)
博士论文
[1]寒区不利因素作用下RC结构耐久性及力学性能演化规律试验研究[D]. 张禹维.吉林大学 2018
[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]基于氯离子侵蚀的混凝土耐久性与寿命预测研究[D]. 孙丛涛.西安建筑科技大学 2011
硕士论文
[1]混凝土氯离子扩散理论修正模型及其数值模拟[D]. 刘飞.安徽理工大学 2018
[2]氯盐侵蚀混凝土过程的精细化数值模拟与试验研究[D]. 葛元飞.东南大学 2017
[3]氯盐扩散及诱发的混凝土保护层锈胀开裂行为细观数值研究[D]. 张仁波.北京工业大学 2015
[4]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
[5]蒸养预应力混凝土碳化及氯离子侵蚀试验研究及理论分析[D]. 王敏.中南大学 2012
[6]预应力混凝土结构抗氯离子侵蚀的耐久性研究[D]. 黄素辉.中南大学 2007
本文编号：3245318
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