混凝土碳化深度的试验研究及其数学模型建立

发布时间：2017-05-26 23:05

  本文关键词：混凝土碳化深度的试验研究及其数学模型建立，，由笔耕文化传播整理发布。

【摘要】： 混凝土碳化是指混凝土中的水化产物与周围环境中的CO2等酸性气体,生成碳酸盐或其他物质并引起混凝土中性化的现象。碳化将使混凝土的内部组成及组织发生变化,直接影响混凝土结构的性质及耐久性。本文在前人的研究基础上,依据《水工混凝土试验规程》DL/T 5150—2001,进行混凝土成型、养护、抗压强度和快速碳化试验。主要研究混凝土碳化深度与混凝土水灰比、水泥用量、碳化时间、抗压强度、含水率、环境温度和相对湿度的关系;快速碳化试验结果与同一试件混凝土在陕西杨陵地区露天堆放12个月的碳化深度情况,验证快速碳化与自然碳化之间的关系表达式。根据取得的试验结果,建立以抗压强度为主要因素的混凝土碳化深度平均值的数学模型和碳化深度概率分布模型,并用理论和实际工程资料对其进行验证。 经过试验研究得到如下结论 1、水灰比是影响混凝土碳化深度的一个重要因素。只要水灰比降低,相应的碳化深度就会降低,而且两者呈线性关系。 2、在混凝土水灰比相同的条件下,碳化深度随水泥用量的增加而减少,但影响不是很大。所以单凭增加水泥用量来降低混凝土碳化的方法,并不可取。 3、随着混凝土含水率的增大,碳化深度而减小。对混凝土碳化的程度起决定作用的不是空气的相对湿度而是混凝土的湿润状态。 4、随着混凝土强度的增大,碳化深度变化的总趋势为减小。混凝土碳化深度与抗压强度成直线关系,且相关性较好,但有一定的适用范围。 5、碳化深度随着碳化时间的延长在增大,呈幂函数关系。 6、环境温湿度气候条件对混凝土的碳化速度具有明显的影响,而且环境温度对混凝土碳化速度的影响高于相对湿度。相对湿度不变而温度升高,混凝土的碳化速度将增大;温度不变相对湿度增大,混凝土的碳化速度将减小。 7、依据实际工程中混凝土抗压强度与碳化深度的统计资料,利用最小二乘法对其关系曲线进行拟合,得到抗压强度对碳化速度影响系数。 8、得到了混凝土碳化深度的概率分布函数,经检验,混凝土碳化深度的概率分布服从正态分布。利用实测碳化深度、钢筋保护层厚度值和碳化合格指标,可以进行混凝土碳化寿命预测。 在混凝土碳化性能大量试验的基础上,通过详细的数据分析,本文主要有以下创新。 1、在混凝土碳化的理论模型中,碳化深度和碳化时间的平方根成正比。通过试验,时间指数在0.39~0.52之间变化,其加权平均值为0.42,本文取时间的影响指数为0.42。经过理论和工程实例验证,该指数准确性较高。 2、在混凝土快速碳化试验结果的基础上,得到环境温度影响系数和相对湿度影响系数。 3、考虑混凝土环境的温度、湿度、CO2浓度混凝土所处位置混凝土抗压强度和碳化时间对混凝土碳化深度的影响,提出了混凝土碳化深度平均值的数学模型。经方差分析和工程实例验算,该模型是可信的,该模型基本上可以用于工程实际。
【关键词】：混凝土碳化 影响因素 碳化深度 数学模型 寿命分析
【学位授予单位】：西北农林科技大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2006
【分类号】：TU528
【目录】：

• 摘要4-6
• ABSTRACT6-10
• 第一章 综述10-15
• 1.1 混凝土碳化研究的意义10-11
• 1.2 混凝土碳化研究现状11-13
• 1.3 本论文研究主要内容、目的、技术路线和方法13-14
• 1.4 本章小结14-15
• 第二章 混凝土碳化的基本理论15-23
• 2.1 混凝土碳化过程及其机理15-16
• 2.2 影响混凝土碳化的主要因素16-18
• 2.3 部分碳化区对碳化规律的影响18
• 2.4 混凝土碳化深度预测模型18-21
• 2.5 减缓混凝土碳化的措施21-22
• 2.6 本章小结22-23
• 第三章 混凝土碳化试验研究方案的确定23-27
• 3.1 混凝土碳化影响因素的选取23
• 3.2 混凝土碳化试验方案设计23-24
• 3.3 试验方法及步骤24-25
• 3.4 本章小结25-27
• 第四章 混凝土碳化试验的结果与分析27-40
• 4.1 混凝土抗压强度试验结果27
• 4.2 混凝土含水率试验结果27-28
• 4.3 混凝土碳化深度试验结果28
• 4.4 混凝土水灰比与碳化深度的关系28-30
• 4.5 混凝土水泥用量与碳化深度的关系30-31
• 4.6 混凝土含水率与碳化深度的关系31-32
• 4.7 混凝土抗压强度与碳化深度的关系32-33
• 4.8 混凝土碳化时间与碳化深度的关系33-35
• 4.9 环境条件对碳化深度的影响35-38
• 4.10 人工快速碳化与自然碳化的关系38
• 4.11 本章小结38-40
• 第五章 混凝土碳化深度预测模型与碳化寿命分析40-54
• 5.1 混凝土碳化深度预测模型的建立40-46
• 5.2 一般环境下混凝土碳化深度平均值数学模型的验证46-48
• 5.3 混凝土碳化寿命预测分析48-52
• 5.4 本章小结52-54
• 第六章 主要结论及创新点54-57
• 6.1 影响混凝土碳化速度的主要因素54-55
• 6.2 混凝土结构碳化深度平均值预测模型55-56
• 6.3 本文创新点56-57
• 参考文献57-60
• 致谢60-61
• 作者简介61

【引证文献】

中国期刊全文数据库 前1条

1 吴建华;张亚梅;孙伟;;混凝土碳化模型和试验方法综述及建议[J];混凝土与水泥制品;2008年06期

中国硕士学位论文全文数据库 前10条

1 胡英泽;氧化物组成对无机矿物聚合物混凝土耐久性的影响[D];沈阳建筑大学;2011年

2 单巍;超声回弹综合法评定长龄期混凝土强度的研究[D];吉林大学;2011年

3 王路平;基于ANSYS的混凝土结构碳化过程数值模拟分析[D];中南大学;2010年

4 于福涛;二氧化碳改造普通和再生空心钢管混凝土构件的性能研究[D];哈尔滨工业大学;2010年

5 刘晓南;服役荷载对滨海混凝土桥梁碳化与氯离子侵蚀影响规律研究[D];青岛理工大学;2010年

6 黄春霞;大掺量粉煤灰混凝土碳化深度预测模型试验研究[D];西北农林科技大学;2011年

7 成闪闪;超临界二氧化碳改造建材和在煤炭地下气化填埋中应用的研究[D];哈尔滨工业大学;2011年

8 陈春珍;自密实混凝土性能及工程应用研究[D];北京工业大学;2010年

9 王腾;钢筋混凝土T形梁的耐侵蚀构造研究[D];中南大学;2010年

10 都少聪;混凝土连续无损碳化试验研究及碳化综合评价[D];大连理工大学;2012年

  本文关键词：混凝土碳化深度的试验研究及其数学模型建立，由笔耕文化传播整理发布。

本文编号：398302