氯盐和碳化耦合侵蚀自密实混凝土的试验研究与数值模拟

发布时间：2022-10-11 13:45

　　氯盐侵蚀和碳化侵蚀是导致钢筋混凝土结构在服役期间性能劣化的重要原因,而相关的耦合侵蚀研究还有待完善。同时,自密实混凝土越来越广泛地应用到工程建设中,但对其耐久性能的研究还不够充分。因此,研究自密实混凝土的耐久性能是重要且迫切的。基于此,本文对氯盐和碳化耦合侵蚀自密实混凝土的耐久性问题进行了相关研究。首先开展了普通自密实混凝土耦合侵蚀试验研究。试验设计了2种水灰比的自密实混凝土和3种侵蚀机制。耦合侵蚀机制为氯盐浸泡和快速碳化循环交替进行,且在试验中不进行烘干处理;单一氯盐侵蚀为试块只进行氯盐浸泡;单一碳化侵蚀为试块只进行快速碳化。接着检测了侵蚀后试块的氯离子浓度、碳化深度、pH值、微观形貌及抗压强度。结果表明由于水分存在,碳化作用在耦合侵蚀中的影响较小;氯盐侵蚀会抑制混凝土中的碳化侵蚀作用;在氯盐侵蚀、碳化侵蚀及耦合侵蚀中,混凝土强度都有所提高。接着开展了矿物掺合料对自密实混凝土耦合侵蚀影响的试验研究。试验组为分别掺入粉煤灰、矿粉、硅粉等3种矿物掺合料的自密实混凝土,对照组为未掺入掺合料的同水灰比自密实混凝土,并对上述4组试块进行氯盐和碳化耦合侵蚀。接着对侵蚀后的试块进行碳化深度、pH值... 

【文章页数】：88 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
    1.2 氯盐侵蚀混凝土研究现状
        1.2.1 氯离子在混凝土中的传输机理
        1.2.2 氯离子对钢筋的腐蚀机理
    1.3 混凝土碳化的研究现状
        1.3.1 钢筋混凝土结构碳化机理
        1.3.2 碳化程度预测模型
        1.3.3 掺合料对碳化的影响
    1.4 氯盐和碳化耦合侵蚀混凝土的研究现状
    1.5 自密实混凝土耐久性能的研究现状
    1.6 本文研究目标及研究内容
第二章 普通自密实混凝土耦合侵蚀试验研究
    2.1 引言
    2.2 试验材料及试验变量
    2.3 检测方法
        2.3.1 氯离子浓度检测
        2.3.2 碳化深度及pH检测
        2.3.3 扫描电子显微镜检测
        2.3.4 抗压强度检测
    2.4 试验结果及分析
        2.4.1 单一碳化侵蚀与耦合侵蚀的比较
        2.4.2 单一氯盐侵蚀与耦合侵蚀的比较
        2.4.3 水灰比对耦合侵蚀的影响
        2.4.4 混凝土的微观形貌
        2.4.5 混凝土的抗压强度
    2.5 本章小结
第三章 矿物掺合料对自密实混凝土耦合侵蚀的影响
    3.1 引言
    3.2 试验材料及试验变量
    3.3 检测方法
        3.3.1 物理吸附测试(BET)
    3.4 试验结果及分析
        3.4.1 混凝土碳化深度与pH值
        3.4.2 混凝土的氯离子浓度分布
        3.4.3 自由氯离子与结合氯离子浓度关系
        3.4.4 混凝土的孔结构
        3.4.5 混凝土的抗压强度
    3.5 本章小结
第四章 氯盐和碳化耦合侵蚀的数值模拟
    4.1 引言
    4.2 氯盐和碳化耦合传输模型
        4.2.1 水泥成分计算
        4.2.2 水泥水化
        4.2.3 混凝土碳化过程
        4.2.4 混凝土孔结构
        4.2.5 碳化对氯盐侵蚀的影响
        4.2.6 边界条件及求解
    4.3 结果及分析
        4.3.1 自由氯离子浓度
        4.3.2 混凝土pH值
        4.3.3 碳化程度
    4.4 参数分析
        4.4.1 粉煤灰含量
        4.4.2 环境CO_2 浓度
        4.4.3 水灰比
    4.5 本章小结
第五章 结论与展望
    5.1 研究结论
    5.2 展望
致谢
参考文献
作者攻读硕士学位期间学术成果


【参考文献】：
期刊论文
[1]干湿循环作用下水泥基复合材料抗氯离子侵蚀性能及其微观结构变化[J]. 李永强,巴明芳,柳俊哲,贺智敏.  复合材料学报. 2017(12)
[2]荷载、碳化和氯盐侵蚀对混凝土劣化的影响[J]. 金南国,徐亦斌,付传清,金贤玉,王治.  硅酸盐学报. 2015(10)
[3]混凝土碳化与氯离子侵蚀共同作用研究[J]. 牛荻涛,孙丛涛.  硅酸盐学报. 2013(08)
[4]碳化对混凝土微观结构的影响[J]. 元成方,牛荻涛,陈娜,段付珍.  硅酸盐通报. 2013(04)
[5]氯离子结合及其对水泥基材料微观结构的影响[J]. 王小刚,史才军,何富强,元强,王德辉,黄勇,李庆玲.  硅酸盐学报. 2013(02)
[6]大掺量矿物掺合料自密实混凝土抗碳化性能研究[J]. 郑建岚,黄利频.  建筑材料学报. 2012(05)
[7]地下混凝土结构硫酸盐及氯盐侵蚀的耐久性实验[J]. 陈晓斌,唐孟雄,马昆林.  中南大学学报(自然科学版). 2012(07)
[8]盐湖地区混凝土的氯离子扩散性[J]. 张立明,余红发,何忠茂.  中南大学学报(自然科学版). 2011(06)
[9]混凝土中氯离子侵蚀与碳化的相互影响[J]. 许晨,王传坤,金伟良.  建筑材料学报. 2011(03)
[10]自然扩散法预测感潮环境下混凝土氯离子侵蚀[J]. 张俊芝,郑辉,周建民,王梁英,刘华挺.  建筑材料学报. 2011(02)

博士论文
[1]复合水泥基材料水化性能与浆体微观结构稳定性[D]. 李响.清华大学 2010
[2]氯离子在混凝土中的输运机理研究[D]. 张奕.浙江大学 2008
[3]盐湖地区高性能混凝土的耐久性、机理与使用寿命预测方法[D]. 余红发.东南大学 2004

硕士论文
[1]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
[2]混凝土碳化过程的精细化数值模拟与试验研究[D]. 张雨.东南大学 2015
[3]氯离子在水泥基材料传输过程中的结合及微观结构研究[D]. 王小刚.湖南大学 2013
[4]荷载作用下混凝土碳化与氯盐侵蚀相互影响试验研究[D]. 黄涛.浙江大学 2013
[5]氯盐和冻融对混凝土破坏特征及机理研究[D]. 吴泽媚.南京航空航天大学 2012
[6]混凝土氯离子结合能力及其测试方法研究[D]. 卢一亭.南京航空航天大学 2012
[7]复掺矿物掺合料混凝土碳化性能研究[D]. 李春晖.西安建筑科技大学 2009



本文编号：3690681