青岛地区大气环境下混凝土内部温湿度响应
发布时间：2021-11-08 08:36
滨海严酷环境下,混凝土内部微环境直接影响到混凝土的碳化、氯盐侵蚀和钢筋锈蚀等耐久性能。混凝土内部微环境温湿度受自然环境温湿度影响而又与自然环境温湿度有所差异。为了研究沿海环境下混凝土内部微环境温湿度响应与自然环境温湿度变化之间的关系,对沿海城市青岛遮挡与暴露两种大气环境温湿度作用和混凝土内部不同深度处的温湿度响应进行了为期一年的现场监测。结果表明:大气环境温湿度均以24 h为周期表现出明显的简谐性周期性波动,温度峰值与相对湿度峰值出现的时间相反。暴露环境的日温湿度变化幅值均大于遮挡环境,夏季暴露与遮挡两环境最大温差达9℃,最大相对湿度差达20%。混凝土内部不同深度处温度响应规律一致,数值差距很小;混凝土内部相对湿度随着深度的增加逐渐增加,短时间内,混凝土内部的相对湿度响应值波动变化不大。经过理论分析,建立了大气环境温湿度作用谱和混凝土内部温湿度响应谱,现场实测结果验证了所建模型可以较好地表征环境温湿度作用及混凝土内部的温湿度响应规律,为准确评估和预测混凝土结构耐久性能提供了依据。
【文章来源】：工程科学与技术. 2020,52(06)北大核心EICSCD
【文章页数】：8 页
【部分图文】：
温湿度传感器埋置位置
2018年1月1日至2018年12月31日，青岛地区一般大气环境温度实测数据如图2(b）所示（图2(b）中数据中断部分是由数据采集过程中断电所致）。由图2(b）可知，由于地球公转时间和速率相对固定，遮挡环境和暴露环境中全年大气温度均呈现明显的周期性变化。两种环境下大气最低温度均约为–10℃左右；最高温度差异明显，遮挡环境下全年最高大气温约为36℃，暴露环境下全年最高大气温约为45℃，相差约9℃。暴露环境和遮挡环境间温差年变化规律与大气年温度变化规律基本一致，环境温度高时，温差大，反之温差小。夏季温差为7℃左右，冬季温差为2℃左右，主要由太阳辐射强度变化引起。2.2 混凝土内部温度响应规律
青岛市7月份一般大气遮挡环境下混凝土内部10和25 mm深度处的温度响应如图3(a）所示。很明显，两个深度处温度响应规律一致，与大气温度作用一样呈现周期性波动规律。25 mm深度处温度的响应比10 mm深度处相位略滞后，幅值略有衰减。这是因为热量的传递需要时间，所以深度越深对外界温度作用的响应敏感度越低。此外，混凝土内外温差的周期性波动规律类似于温度变化规律，波动周期相同，但波峰和波谷出现时间不同。两个深度处混凝土温度最高时，温差最小；混凝土温度最低时，温差最大。这是因为混凝土内外温差大时热量传递快，温差小时热量传递慢。图3(b）为2018年全年遮挡环境下混凝土内部10和25 mm深度处的温度响应情况。由图3(b）可知，全年温度响应规律亦呈现出和大气温度作用相似的周期性变化规律。遮挡/暴露环境下混凝土内部不同深度处温度与大气环境温度差值如图4所示。由图4可见，遮挡环境混凝土内外温差在5℃之内，暴露环境混凝土内外温差在10℃之内，同一时间段，暴露环境混凝土内外温差大于遮挡环境。这是由于太阳辐射使暴露环境大气温度升高的速度及最高温度均大于遮挡环境，而热量由混凝土表面传递到内部的速度相对较慢。同一环境下，各深度处温差变化规律一致，数值大小也相差很小，可以忽略。由于混凝土导热系数相对较大，如此小的深度差下，热量传导的时间差可以忽略不计，近似认为不同深度处温度响应一致。
【参考文献】：
期刊论文
[1]青岛地区自然环境条件下混凝土内部温度响应及温度作用谱研究[J]. 赵立晓,王鹏刚,赵铁军,王兰芹,田玉鹏,王缘. 硅酸盐通报. 2018(09)
[2]海洋环境中温湿度变化对混凝土氯离子传输研究[J]. 赵蕊,金祖权,曹杰荣,杜丰音,康悦. 海洋工程. 2018(01)
[3]环境温度和湿度对混凝土中钢筋腐蚀电位影响的试验研究[J]. 吴瑾,张兴才,汪中. 混凝土. 2016(09)
[4]基于气候环境作用的混凝土材料与结构使用寿命预测方法[J]. 王强强,蒋建华. 建筑科学与工程学报. 2015(03)
[5]自然环境湿度变化与混凝土内湿度响应[J]. 王卫仑,刘鹏,邢锋. 中南大学学报(自然科学版). 2013(12)
[6]人工气候环境下混凝土内相对湿度响应预测[J]. 蒋建华,袁迎曙,王嵩林,孙冬林. 中南大学学报(自然科学版). 2013(12)
[7]长期暴露混凝土结构中的氯离子侵入研究[J]. 范宏,王鹏刚,赵铁军. 建筑结构学报. 2011(01)
[8]自然气候环境的温度作用谱和混凝土内温度响应预计[J]. 蒋建华,袁迎曙,张习美. 中南大学学报(自然科学版). 2010(05)
[9]基于气象参数的混凝土结构日照温度作用分析[J]. 肖建庄,宋志文,赵勇,钱岳红. 土木工程学报. 2010(04)
[10]循环温度边界条件下含湿量对固结多孔介质传热影响试验研究[J]. 孟凡康,闫明慧,王珏,高波. 工业建筑. 2008(S1)
硕士论文
[1]人工气候环境下再生混凝土微环境温湿度响应试验研究[D]. 冯太.中国矿业大学 2017
本文编号：3483381
【文章来源】：工程科学与技术. 2020,52(06)北大核心EICSCD
【文章页数】：8 页
【部分图文】：
温湿度传感器埋置位置
2018年1月1日至2018年12月31日，青岛地区一般大气环境温度实测数据如图2(b）所示（图2(b）中数据中断部分是由数据采集过程中断电所致）。由图2(b）可知，由于地球公转时间和速率相对固定，遮挡环境和暴露环境中全年大气温度均呈现明显的周期性变化。两种环境下大气最低温度均约为–10℃左右；最高温度差异明显，遮挡环境下全年最高大气温约为36℃，暴露环境下全年最高大气温约为45℃，相差约9℃。暴露环境和遮挡环境间温差年变化规律与大气年温度变化规律基本一致，环境温度高时，温差大，反之温差小。夏季温差为7℃左右，冬季温差为2℃左右，主要由太阳辐射强度变化引起。2.2 混凝土内部温度响应规律
青岛市7月份一般大气遮挡环境下混凝土内部10和25 mm深度处的温度响应如图3(a）所示。很明显，两个深度处温度响应规律一致，与大气温度作用一样呈现周期性波动规律。25 mm深度处温度的响应比10 mm深度处相位略滞后，幅值略有衰减。这是因为热量的传递需要时间，所以深度越深对外界温度作用的响应敏感度越低。此外，混凝土内外温差的周期性波动规律类似于温度变化规律，波动周期相同，但波峰和波谷出现时间不同。两个深度处混凝土温度最高时，温差最小；混凝土温度最低时，温差最大。这是因为混凝土内外温差大时热量传递快，温差小时热量传递慢。图3(b）为2018年全年遮挡环境下混凝土内部10和25 mm深度处的温度响应情况。由图3(b）可知，全年温度响应规律亦呈现出和大气温度作用相似的周期性变化规律。遮挡/暴露环境下混凝土内部不同深度处温度与大气环境温度差值如图4所示。由图4可见，遮挡环境混凝土内外温差在5℃之内，暴露环境混凝土内外温差在10℃之内，同一时间段，暴露环境混凝土内外温差大于遮挡环境。这是由于太阳辐射使暴露环境大气温度升高的速度及最高温度均大于遮挡环境，而热量由混凝土表面传递到内部的速度相对较慢。同一环境下，各深度处温差变化规律一致，数值大小也相差很小，可以忽略。由于混凝土导热系数相对较大，如此小的深度差下，热量传导的时间差可以忽略不计，近似认为不同深度处温度响应一致。
【参考文献】：
期刊论文
[1]青岛地区自然环境条件下混凝土内部温度响应及温度作用谱研究[J]. 赵立晓,王鹏刚,赵铁军,王兰芹,田玉鹏,王缘. 硅酸盐通报. 2018(09)
[2]海洋环境中温湿度变化对混凝土氯离子传输研究[J]. 赵蕊,金祖权,曹杰荣,杜丰音,康悦. 海洋工程. 2018(01)
[3]环境温度和湿度对混凝土中钢筋腐蚀电位影响的试验研究[J]. 吴瑾,张兴才,汪中. 混凝土. 2016(09)
[4]基于气候环境作用的混凝土材料与结构使用寿命预测方法[J]. 王强强,蒋建华. 建筑科学与工程学报. 2015(03)
[5]自然环境湿度变化与混凝土内湿度响应[J]. 王卫仑,刘鹏,邢锋. 中南大学学报(自然科学版). 2013(12)
[6]人工气候环境下混凝土内相对湿度响应预测[J]. 蒋建华,袁迎曙,王嵩林,孙冬林. 中南大学学报(自然科学版). 2013(12)
[7]长期暴露混凝土结构中的氯离子侵入研究[J]. 范宏,王鹏刚,赵铁军. 建筑结构学报. 2011(01)
[8]自然气候环境的温度作用谱和混凝土内温度响应预计[J]. 蒋建华,袁迎曙,张习美. 中南大学学报(自然科学版). 2010(05)
[9]基于气象参数的混凝土结构日照温度作用分析[J]. 肖建庄,宋志文,赵勇,钱岳红. 土木工程学报. 2010(04)
[10]循环温度边界条件下含湿量对固结多孔介质传热影响试验研究[J]. 孟凡康,闫明慧,王珏,高波. 工业建筑. 2008(S1)
硕士论文
[1]人工气候环境下再生混凝土微环境温湿度响应试验研究[D]. 冯太.中国矿业大学 2017
本文编号：3483381
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