再生骨料混凝土抗氯離子侵蝕的多相數(shù)值研究
發(fā)布時(shí)間:2021-08-22 09:40
為定量分析再生骨料混凝土各組成相對其抗氯離子侵蝕性能的影響,研究建立可實(shí)現(xiàn)任意體積分?jǐn)?shù)再生粗骨料隨機(jī)分布的再生混凝土五相細(xì)微觀數(shù)值模型,包括新砂漿、新界面過渡區(qū)、舊砂漿、舊界面過渡區(qū)和核心區(qū)原始天然骨料。根據(jù)各相氯離子擴(kuò)散性能和幾何性質(zhì)的不同,探究再生粗骨料體積分?jǐn)?shù)、舊砂漿附著率及新、舊界面過渡區(qū)厚度等關(guān)鍵幾何參數(shù)對再生混凝土抗氯離子侵蝕性能及離子時(shí)空分布的影響。結(jié)果表明:作為再生骨料混凝土的重要組成部分,附著舊砂漿和核心區(qū)天然骨料的性質(zhì)與含量對其抗氯離子侵蝕性能起著相互博弈的效應(yīng),導(dǎo)致再生骨料混凝土有效氯離子擴(kuò)散系數(shù)隨著骨料體積分?jǐn)?shù)的增大而產(chǎn)生明顯波動(dòng),尤其是當(dāng)舊砂漿附著率較小時(shí),此現(xiàn)象尤為明顯;當(dāng)骨料體積分?jǐn)?shù)一定時(shí),再生骨料混凝土氯離子擴(kuò)散性能隨著舊砂漿附著率的增大而增強(qiáng),且增幅隨著骨料體積分?jǐn)?shù)的增大而增大;再生骨料混凝土抗氯離子侵蝕性能與新、舊界面過渡區(qū)的厚度呈負(fù)相關(guān)關(guān)系。
【文章來源】:硅酸鹽通報(bào). 2020,39(08)北大核心
【文章頁數(shù)】:8 頁
【部分圖文】:
五相再生骨料混凝土幾何示意圖
圖1 五相再生骨料混凝土幾何示意圖參數(shù)化分析中,粗骨料的體積分?jǐn)?shù)(V)取值分別為10%、20%、30%、40%、50%、60%和70%。舊砂漿附著率(R)是指舊砂漿層附著厚度與整顆骨料半徑的比值,取值分別為0.1、0.2、0.3和0.4,相較于實(shí)際情況,含量略為偏大。值得注意的是,受破碎加工工藝等影響,再生粗骨料表面的舊砂漿含量與分布各不相同。為便于量化附著舊砂漿的含量及其對氯離子擴(kuò)散的影響,本文將其簡化為一層均勻分布在核心區(qū)天然骨料表面的老舊砂漿。界面過渡區(qū)的厚度(TITZ)可由文獻(xiàn)[13,16,20-22]統(tǒng)計(jì)得到,結(jié)果主要分布在5~60 μm范圍內(nèi)。本文設(shè)定新界面過渡區(qū)(Tnew,ITZ)和舊界面過渡區(qū)(Told,ITZ)的厚度相同,且取值均為20 μm、40 μm和60 μm。
本文所采取的計(jì)算指標(biāo)為標(biāo)準(zhǔn)化氯離子擴(kuò)散系數(shù),即混凝土的有效氯離子擴(kuò)散系數(shù)(DRAC)與新砂漿氯離子擴(kuò)散系數(shù)的比值[19],此外也將對氯離子在不同模型中的擴(kuò)散深度與時(shí)空分布進(jìn)行多維度評(píng)價(jià)。為進(jìn)一步驗(yàn)證數(shù)值模型的可靠性,將數(shù)值計(jì)算結(jié)果與覃荷瑛[31]的試驗(yàn)結(jié)果進(jìn)行對比驗(yàn)證。根據(jù)該實(shí)驗(yàn)提供的參數(shù),試件為半徑和高均為50 mm的圓柱體(剖面與本文數(shù)值模型尺寸相同),骨料體積分?jǐn)?shù)在10%~50%之間,試驗(yàn)測得界面過渡區(qū)厚度為50 μm,新砂漿中氯離子擴(kuò)散系數(shù)為12×10-12 m2/s;谇笆鲈囼(yàn)參數(shù),本文進(jìn)行相應(yīng)數(shù)值計(jì)算。驗(yàn)證前需將其試驗(yàn)結(jié)果轉(zhuǎn)化為標(biāo)準(zhǔn)化氯離子擴(kuò)散系數(shù),驗(yàn)證結(jié)果如圖3所示,數(shù)值計(jì)算結(jié)果與試驗(yàn)數(shù)據(jù)比較吻合,比對結(jié)果較為理想。2 參數(shù)化分析結(jié)果與討論
【參考文獻(xiàn)】:
期刊論文
[1]凍融循環(huán)下混凝土中氯離子傳輸研究進(jìn)展[J]. 姜文鏹,劉清風(fēng). 硅酸鹽學(xué)報(bào). 2020(02)
[2]基于多離子傳輸?shù)幕炷良?xì)微觀尺度多相數(shù)值模擬[J]. 劉清風(fēng). 硅酸鹽學(xué)報(bào). 2018(08)
[3]再生骨料混凝土抗氯離子滲透性能研究進(jìn)展[J]. 潘藝倩,梁超鋒,何智海,羅帥,楊金城. 硅酸鹽通報(bào). 2018(02)
[4]再生混凝土耐久性影響因素分析[J]. 蒙秋江,應(yīng)敬偉. 山西建筑. 2015(16)
[5]考慮再生粗骨料隨機(jī)分布的混凝土氯離子擴(kuò)散細(xì)觀數(shù)值模擬[J]. 肖建莊,盧登,馬志鳴. 東南大學(xué)學(xué)報(bào)(自然科學(xué)版). 2014(06)
[6]再生骨料影響混凝土滲透性的數(shù)值模擬[J]. 周春圣,李克非. 工程力學(xué). 2012(12)
[7]不同強(qiáng)度混凝土制造的再生骨料對高性能混凝土力學(xué)性能的影響(英文)[J]. 寇世聰,潘智生. 硅酸鹽學(xué)報(bào). 2012(01)
[8]不同強(qiáng)度砂漿界面過渡區(qū)對再生骨料混凝土性能的影響[J]. 崔正龍,路沙沙,汪振雙. 硅酸鹽通報(bào). 2011(03)
[9]再生混凝土耐久性能研究[J]. 肖建莊,雷斌. 混凝土. 2008(05)
[10]高性能再生骨料混凝土的性能與微結(jié)構(gòu)[J]. 劉數(shù)華,閻培渝. 硅酸鹽學(xué)報(bào). 2007(04)
博士論文
[1]再生混凝土氯離子滲透性試驗(yàn)研究及細(xì)觀數(shù)值模擬[D]. 覃荷瑛.廣西大學(xué) 2012
碩士論文
[1]中國建筑垃圾資源化利用的現(xiàn)狀研究及建議[D]. 左亞.北京建筑大學(xué) 2015
本文編號(hào):3357501
【文章來源】:硅酸鹽通報(bào). 2020,39(08)北大核心
【文章頁數(shù)】:8 頁
【部分圖文】:
五相再生骨料混凝土幾何示意圖
圖1 五相再生骨料混凝土幾何示意圖參數(shù)化分析中,粗骨料的體積分?jǐn)?shù)(V)取值分別為10%、20%、30%、40%、50%、60%和70%。舊砂漿附著率(R)是指舊砂漿層附著厚度與整顆骨料半徑的比值,取值分別為0.1、0.2、0.3和0.4,相較于實(shí)際情況,含量略為偏大。值得注意的是,受破碎加工工藝等影響,再生粗骨料表面的舊砂漿含量與分布各不相同。為便于量化附著舊砂漿的含量及其對氯離子擴(kuò)散的影響,本文將其簡化為一層均勻分布在核心區(qū)天然骨料表面的老舊砂漿。界面過渡區(qū)的厚度(TITZ)可由文獻(xiàn)[13,16,20-22]統(tǒng)計(jì)得到,結(jié)果主要分布在5~60 μm范圍內(nèi)。本文設(shè)定新界面過渡區(qū)(Tnew,ITZ)和舊界面過渡區(qū)(Told,ITZ)的厚度相同,且取值均為20 μm、40 μm和60 μm。
本文所采取的計(jì)算指標(biāo)為標(biāo)準(zhǔn)化氯離子擴(kuò)散系數(shù),即混凝土的有效氯離子擴(kuò)散系數(shù)(DRAC)與新砂漿氯離子擴(kuò)散系數(shù)的比值[19],此外也將對氯離子在不同模型中的擴(kuò)散深度與時(shí)空分布進(jìn)行多維度評(píng)價(jià)。為進(jìn)一步驗(yàn)證數(shù)值模型的可靠性,將數(shù)值計(jì)算結(jié)果與覃荷瑛[31]的試驗(yàn)結(jié)果進(jìn)行對比驗(yàn)證。根據(jù)該實(shí)驗(yàn)提供的參數(shù),試件為半徑和高均為50 mm的圓柱體(剖面與本文數(shù)值模型尺寸相同),骨料體積分?jǐn)?shù)在10%~50%之間,試驗(yàn)測得界面過渡區(qū)厚度為50 μm,新砂漿中氯離子擴(kuò)散系數(shù)為12×10-12 m2/s;谇笆鲈囼(yàn)參數(shù),本文進(jìn)行相應(yīng)數(shù)值計(jì)算。驗(yàn)證前需將其試驗(yàn)結(jié)果轉(zhuǎn)化為標(biāo)準(zhǔn)化氯離子擴(kuò)散系數(shù),驗(yàn)證結(jié)果如圖3所示,數(shù)值計(jì)算結(jié)果與試驗(yàn)數(shù)據(jù)比較吻合,比對結(jié)果較為理想。2 參數(shù)化分析結(jié)果與討論
【參考文獻(xiàn)】:
期刊論文
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[2]基于多離子傳輸?shù)幕炷良?xì)微觀尺度多相數(shù)值模擬[J]. 劉清風(fēng). 硅酸鹽學(xué)報(bào). 2018(08)
[3]再生骨料混凝土抗氯離子滲透性能研究進(jìn)展[J]. 潘藝倩,梁超鋒,何智海,羅帥,楊金城. 硅酸鹽通報(bào). 2018(02)
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[5]考慮再生粗骨料隨機(jī)分布的混凝土氯離子擴(kuò)散細(xì)觀數(shù)值模擬[J]. 肖建莊,盧登,馬志鳴. 東南大學(xué)學(xué)報(bào)(自然科學(xué)版). 2014(06)
[6]再生骨料影響混凝土滲透性的數(shù)值模擬[J]. 周春圣,李克非. 工程力學(xué). 2012(12)
[7]不同強(qiáng)度混凝土制造的再生骨料對高性能混凝土力學(xué)性能的影響(英文)[J]. 寇世聰,潘智生. 硅酸鹽學(xué)報(bào). 2012(01)
[8]不同強(qiáng)度砂漿界面過渡區(qū)對再生骨料混凝土性能的影響[J]. 崔正龍,路沙沙,汪振雙. 硅酸鹽通報(bào). 2011(03)
[9]再生混凝土耐久性能研究[J]. 肖建莊,雷斌. 混凝土. 2008(05)
[10]高性能再生骨料混凝土的性能與微結(jié)構(gòu)[J]. 劉數(shù)華,閻培渝. 硅酸鹽學(xué)報(bào). 2007(04)
博士論文
[1]再生混凝土氯離子滲透性試驗(yàn)研究及細(xì)觀數(shù)值模擬[D]. 覃荷瑛.廣西大學(xué) 2012
碩士論文
[1]中國建筑垃圾資源化利用的現(xiàn)狀研究及建議[D]. 左亞.北京建筑大學(xué) 2015
本文編號(hào):3357501
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