氯离子在水泥砂浆干燥过程中传输性能研究
发布时间：2021-08-09 08:37
混凝土结构的耐久性问题受到了当今工程界的普遍关注,氯离子侵蚀是导致钢筋锈蚀、造成混凝土结构性能劣化的重要原因。氯盐侵蚀后的混凝土在干燥过程的水分蒸发引起氯离子反向对流,会导致氯离子在混凝土表面富集,大量研究表明该过程对于混凝土耐久性具有不可忽视的影响。研究干燥过程中氯离子传输现象,对完善水泥基材料内部氯离子传输理论以及准确预测钢筋混凝土结构服役寿命至关重要。目前关于水泥基材料干燥过程中的物质传输规律研究不够全面,试验周期较短且普遍采用高温加速方案,与混凝土实际服役情况不符。针对上述问题,本文对水泥砂浆干燥过程中的氯离子传输性能开展了试验研究与模拟分析,具体工作和结论如下:（1）制备了水灰比为0.4和0.6的水泥砂浆,在预干燥及吸盐试验后,进行了对流与扩散耦合作用下的干燥试验、氯离子自由扩散试验,探讨了反向对流作用与扩散作用对氯离子迁移规律的影响。（1）干燥试验结果表明干燥时间对氯离子传输规律有重要影响,干燥过程中水分蒸发引起的反向对流导致一部分氯离子向砂浆表层迁移,表面氯离子浓度仅在干燥初期有所上升:干燥7天内,砂浆饱和度较高时,蒸发作用较强,向外的对流作用大于向内的扩散作用,试件表层...
【文章来源】：青岛理工大学山东省
【文章页数】：102 页
【学位级别】：硕士
【部分图文】：
混凝土材料耐久性劣化
青岛理工大学工学硕士学位论文142.1.3试件成型与养护由于河砂含泥量较高，砂子在使用前清洗5~8遍并自然晾晒3~5天后方可使用，以防止砂子自身所含水分破坏试件的配合比，考虑到试件制作过程中的损耗，将表2.4配合比中的材料用量均乘以1.3倍的放大系数后，精确称取各材料的用量，并在搅拌前准备40mm×40mm×160mm的棱柱体三连模，使用水性脱模机均匀涂抹模具内壁，并使用10mm左右的方形纸片堵孔以避免漏浆。首先，将称量好的水泥和砂倒入容积为3L的砂浆搅拌机中，启动搅拌机干拌2分钟，使砂和水泥混合均匀，然后将充分溶解减水剂的水，边搅拌边缓缓加入搅拌机中，继续搅拌3分钟，在所有材料充分混合均匀后，关闭搅拌机。迅速将拌合物倒入模具中，并将模具置于振动台上，在振动的过程中完成分层浇筑，该过程持续2~3分钟，以充分排出气泡。振捣完成后，覆保鲜膜防止水分蒸发。试件成型24小时后拆模，分类标号后放入标准养护室（温度20±2℃，相对湿度RH≥95%）中养护，28天后取出试件，采用直径为30cm的云石切割机将试件从纵向中间切开，得到40mm×40mm×80mm的棱柱体试件，如图2.1所示。由于试件切割过程中的高温会导致试件内部水分流失，为减少试验误差，在切割后使用小刷子刷去切割面粉尘，使用真空饱水仪将切割好的试块进行饱水处理，真空饱水仪如图2.2。将切割面作为试验过程中的暴露面，试块饱水后使用环氧树脂将其他的五个面进行密封。以上对试块的处理以及采用的尺寸保证了试件基体的均匀性，排除了“skin”效应[82-84]对试验的影响，减少了大尺寸试件可能造成的不均匀性。图2.1切割示意图图2.2真空饱水仪
青岛理工大学工学硕士学位论文142.1.3试件成型与养护由于河砂含泥量较高，砂子在使用前清洗5~8遍并自然晾晒3~5天后方可使用，以防止砂子自身所含水分破坏试件的配合比，考虑到试件制作过程中的损耗，将表2.4配合比中的材料用量均乘以1.3倍的放大系数后，精确称取各材料的用量，并在搅拌前准备40mm×40mm×160mm的棱柱体三连模，使用水性脱模机均匀涂抹模具内壁，并使用10mm左右的方形纸片堵孔以避免漏浆。首先，将称量好的水泥和砂倒入容积为3L的砂浆搅拌机中，启动搅拌机干拌2分钟，使砂和水泥混合均匀，然后将充分溶解减水剂的水，边搅拌边缓缓加入搅拌机中，继续搅拌3分钟，在所有材料充分混合均匀后，关闭搅拌机。迅速将拌合物倒入模具中，并将模具置于振动台上，在振动的过程中完成分层浇筑，该过程持续2~3分钟，以充分排出气泡。振捣完成后，覆保鲜膜防止水分蒸发。试件成型24小时后拆模，分类标号后放入标准养护室（温度20±2℃，相对湿度RH≥95%）中养护，28天后取出试件，采用直径为30cm的云石切割机将试件从纵向中间切开，得到40mm×40mm×80mm的棱柱体试件，如图2.1所示。由于试件切割过程中的高温会导致试件内部水分流失，为减少试验误差，在切割后使用小刷子刷去切割面粉尘，使用真空饱水仪将切割好的试块进行饱水处理，真空饱水仪如图2.2。将切割面作为试验过程中的暴露面，试块饱水后使用环氧树脂将其他的五个面进行密封。以上对试块的处理以及采用的尺寸保证了试件基体的均匀性，排除了“skin”效应[82-84]对试验的影响，减少了大尺寸试件可能造成的不均匀性。图2.1切割示意图图2.2真空饱水仪
【参考文献】：
期刊论文
[1]海洋环境混凝土对流区形成机理及氯离子迁移速率分析[J]. 李建强,金祖权,陈永丰. 混凝土. 2017(05)
[2]干湿交替下开裂混凝土中水分传输的细观数值分析[J]. 王立成,鲍玖文. 水利学报. 2016(08)
[3]基于混凝土表面氯离子浓度时变性的氯离子扩散模型研究[J]. 王展飞,杨鼎宜,李鹏. 混凝土. 2016(03)
[4]沿海钢筋混凝土结构Cl-侵蚀数值模拟方法研究[J]. 程旭东,孙连方,曹志烽,朱兴吉,赵立新. 中国腐蚀与防护学报. 2015(02)
[5]考虑对流条件下氯离子在混凝土中的输运计算[J]. 岳著文,李镜培,杨博. 同济大学学报(自然科学版). 2015(01)
[6]干湿交替作用下受弯开裂钢筋混凝土梁内氯离子侵蚀特性[J]. 陆春华,刘荣桂,崔钊玮,延永东. 土木工程学报. 2014(12)
[7]干湿交替下水分及氯离子在混凝土中传输的细观数值模拟[J]. 鲍玖文,王立成. 海洋工程. 2014(01)
[8]干湿交替下混凝土内部相对湿度变化规律[J]. 高原,张君,韩宇栋. 建筑材料学报. 2013(03)
[9]对流与扩散耦合作用下氯离子传输机理研究[J]. 张明敏,赵铁军,万小梅,马志鸣. 混凝土. 2012(10)
[10]超高韧性水泥基复合材料（UHTCC）的水渗透性能试验研究[J]. 李庆华,高栋,徐世烺. 水利学报. 2012(S1)
博士论文
[1]干湿交替下水泥基材料表层氯离子富集现象及形成机制研究[D]. 常洪雷.东南大学 2018
[2]非饱和混凝土水分与氯离子传输行为研究[D]. 杨林.东南大学 2017
[3]干湿交替下表层混凝土中水分与离子传输过程研究[D]. 李春秋.清华大学 2009
[4]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]非饱和水泥基材料中水分传输的数值模拟研究[D]. 刘兆麟.青岛理工大学 2018
[2]水分和氯离子在混凝土中传输的试验研究[D]. 马红.青岛理工大学 2018
[3]潮差环境下水泥基材料的氯离子渗透性及微观结构参数演变的试验研究[D]. 李登辉.浙江工业大学 2017
[4]水分和氯离子在水泥砂浆中的传输机理研究[D]. 刘庆.青岛理工大学 2016
[5]干湿循环环境下混凝土中氯离子侵蚀过程研究[D]. 邵凯凯.东南大学 2016
[6]混凝土中多物理场耦合氯离子传输模型的数值模拟研究[D]. 张昊创.深圳大学 2015
[7]混凝土湿润与干燥过程中水分传输规律研究[D]. 孙金阳.浙江大学 2012
[8]混凝土中毛细吸水过程的理论及试验研究[D]. 李淑红.大连理工大学 2011
本文编号：3331747
【文章来源】：青岛理工大学山东省
【文章页数】：102 页
【学位级别】：硕士
【部分图文】：
混凝土材料耐久性劣化
青岛理工大学工学硕士学位论文142.1.3试件成型与养护由于河砂含泥量较高，砂子在使用前清洗5~8遍并自然晾晒3~5天后方可使用，以防止砂子自身所含水分破坏试件的配合比，考虑到试件制作过程中的损耗，将表2.4配合比中的材料用量均乘以1.3倍的放大系数后，精确称取各材料的用量，并在搅拌前准备40mm×40mm×160mm的棱柱体三连模，使用水性脱模机均匀涂抹模具内壁，并使用10mm左右的方形纸片堵孔以避免漏浆。首先，将称量好的水泥和砂倒入容积为3L的砂浆搅拌机中，启动搅拌机干拌2分钟，使砂和水泥混合均匀，然后将充分溶解减水剂的水，边搅拌边缓缓加入搅拌机中，继续搅拌3分钟，在所有材料充分混合均匀后，关闭搅拌机。迅速将拌合物倒入模具中，并将模具置于振动台上，在振动的过程中完成分层浇筑，该过程持续2~3分钟，以充分排出气泡。振捣完成后，覆保鲜膜防止水分蒸发。试件成型24小时后拆模，分类标号后放入标准养护室（温度20±2℃，相对湿度RH≥95%）中养护，28天后取出试件，采用直径为30cm的云石切割机将试件从纵向中间切开，得到40mm×40mm×80mm的棱柱体试件，如图2.1所示。由于试件切割过程中的高温会导致试件内部水分流失，为减少试验误差，在切割后使用小刷子刷去切割面粉尘，使用真空饱水仪将切割好的试块进行饱水处理，真空饱水仪如图2.2。将切割面作为试验过程中的暴露面，试块饱水后使用环氧树脂将其他的五个面进行密封。以上对试块的处理以及采用的尺寸保证了试件基体的均匀性，排除了“skin”效应[82-84]对试验的影响，减少了大尺寸试件可能造成的不均匀性。图2.1切割示意图图2.2真空饱水仪
青岛理工大学工学硕士学位论文142.1.3试件成型与养护由于河砂含泥量较高，砂子在使用前清洗5~8遍并自然晾晒3~5天后方可使用，以防止砂子自身所含水分破坏试件的配合比，考虑到试件制作过程中的损耗，将表2.4配合比中的材料用量均乘以1.3倍的放大系数后，精确称取各材料的用量，并在搅拌前准备40mm×40mm×160mm的棱柱体三连模，使用水性脱模机均匀涂抹模具内壁，并使用10mm左右的方形纸片堵孔以避免漏浆。首先，将称量好的水泥和砂倒入容积为3L的砂浆搅拌机中，启动搅拌机干拌2分钟，使砂和水泥混合均匀，然后将充分溶解减水剂的水，边搅拌边缓缓加入搅拌机中，继续搅拌3分钟，在所有材料充分混合均匀后，关闭搅拌机。迅速将拌合物倒入模具中，并将模具置于振动台上，在振动的过程中完成分层浇筑，该过程持续2~3分钟，以充分排出气泡。振捣完成后，覆保鲜膜防止水分蒸发。试件成型24小时后拆模，分类标号后放入标准养护室（温度20±2℃，相对湿度RH≥95%）中养护，28天后取出试件，采用直径为30cm的云石切割机将试件从纵向中间切开，得到40mm×40mm×80mm的棱柱体试件，如图2.1所示。由于试件切割过程中的高温会导致试件内部水分流失，为减少试验误差，在切割后使用小刷子刷去切割面粉尘，使用真空饱水仪将切割好的试块进行饱水处理，真空饱水仪如图2.2。将切割面作为试验过程中的暴露面，试块饱水后使用环氧树脂将其他的五个面进行密封。以上对试块的处理以及采用的尺寸保证了试件基体的均匀性，排除了“skin”效应[82-84]对试验的影响，减少了大尺寸试件可能造成的不均匀性。图2.1切割示意图图2.2真空饱水仪
【参考文献】：
期刊论文
[1]海洋环境混凝土对流区形成机理及氯离子迁移速率分析[J]. 李建强,金祖权,陈永丰. 混凝土. 2017(05)
[2]干湿交替下开裂混凝土中水分传输的细观数值分析[J]. 王立成,鲍玖文. 水利学报. 2016(08)
[3]基于混凝土表面氯离子浓度时变性的氯离子扩散模型研究[J]. 王展飞,杨鼎宜,李鹏. 混凝土. 2016(03)
[4]沿海钢筋混凝土结构Cl-侵蚀数值模拟方法研究[J]. 程旭东,孙连方,曹志烽,朱兴吉,赵立新. 中国腐蚀与防护学报. 2015(02)
[5]考虑对流条件下氯离子在混凝土中的输运计算[J]. 岳著文,李镜培,杨博. 同济大学学报(自然科学版). 2015(01)
[6]干湿交替作用下受弯开裂钢筋混凝土梁内氯离子侵蚀特性[J]. 陆春华,刘荣桂,崔钊玮,延永东. 土木工程学报. 2014(12)
[7]干湿交替下水分及氯离子在混凝土中传输的细观数值模拟[J]. 鲍玖文,王立成. 海洋工程. 2014(01)
[8]干湿交替下混凝土内部相对湿度变化规律[J]. 高原,张君,韩宇栋. 建筑材料学报. 2013(03)
[9]对流与扩散耦合作用下氯离子传输机理研究[J]. 张明敏,赵铁军,万小梅,马志鸣. 混凝土. 2012(10)
[10]超高韧性水泥基复合材料（UHTCC）的水渗透性能试验研究[J]. 李庆华,高栋,徐世烺. 水利学报. 2012(S1)
博士论文
[1]干湿交替下水泥基材料表层氯离子富集现象及形成机制研究[D]. 常洪雷.东南大学 2018
[2]非饱和混凝土水分与氯离子传输行为研究[D]. 杨林.东南大学 2017
[3]干湿交替下表层混凝土中水分与离子传输过程研究[D]. 李春秋.清华大学 2009
[4]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]非饱和水泥基材料中水分传输的数值模拟研究[D]. 刘兆麟.青岛理工大学 2018
[2]水分和氯离子在混凝土中传输的试验研究[D]. 马红.青岛理工大学 2018
[3]潮差环境下水泥基材料的氯离子渗透性及微观结构参数演变的试验研究[D]. 李登辉.浙江工业大学 2017
[4]水分和氯离子在水泥砂浆中的传输机理研究[D]. 刘庆.青岛理工大学 2016
[5]干湿循环环境下混凝土中氯离子侵蚀过程研究[D]. 邵凯凯.东南大学 2016
[6]混凝土中多物理场耦合氯离子传输模型的数值模拟研究[D]. 张昊创.深圳大学 2015
[7]混凝土湿润与干燥过程中水分传输规律研究[D]. 孙金阳.浙江大学 2012
[8]混凝土中毛细吸水过程的理论及试验研究[D]. 李淑红.大连理工大学 2011
本文编号：3331747
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