带裂缝混凝土硫酸根离子扩散—反应机理和试验研究
[Abstract]:Sulfate erosion of concrete is a multi-physical coupling problem involving ion chemical reaction, material change and mechanical damage of materials. It has been an important research content of concrete durability. Underground concrete structures such as subways and tunnels often have a large number of cracks in normal use. These cracks will greatly accelerate the diffusion of sulfate ions and thus accelerate the deterioration of materials. Therefore, this paper takes the common concrete with cracks in subway and tunnel as the object, establishes the reasonable mathematical model to study the evolution law of its performance and predicts the service life of the material, which is of great significance to the durability design. In this paper, the diffusion law of ions in cracks is summarized, and the general expression of diffusion coefficient of ions in cracks is put forward. A simplified two-dimensional diffusion model of chloride ions in cracked concrete is established and solved by COMSOL MULTIPHYSICS commercial finite element software. The correctness of the general expression of diffusion coefficient is verified. The results show that the wider the crack width, the greater the ion concentration, and the deeper the crack depth, the smaller the ion concentration. According to the coupling mechanism of sulphate force, the diffusion model of chloride ion in cracked concrete under the influence of sulfate is established, and the correctness of the coupling mechanism is verified by programming with MATLAB. According to the coupling model of chemical force of concrete erosion, the two-dimensional diffusion equation of sulphate concrete is established and solved by finite difference method. Finally, the sulphate erosion test is compared and verified. The solution shows that the ion concentration varies from outside to inside with the highest edge and the lowest center. The ion concentration keeps dynamic equilibrium after erosion for a certain time.
【学位授予单位】:南京工业大学
【学位级别】:硕士
【学位授予年份】:2015
【分类号】:TU528
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本文编号:2204377
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