水泥基材料的耐久性問題一直是當前研究的重點和熱點內(nèi)容,而氯離子在水泥基材料內(nèi)的傳輸問題更是耐久性核心問題。傳統(tǒng)電阻率法常用于測定氯離子擴散系數(shù),而這些方法均會產(chǎn)生一些測量誤差。本文基于非接觸電阻率法表征硬化非飽和水泥基材料電阻率的演變過程。依據(jù)Nernst-Einstein方程和Archie定律獲取了電阻率與氯離子擴散系數(shù)、孔結(jié)構(gòu)特征參數(shù)的關系,建立了一種可用于原位、連續(xù)、無損表征氯離子傳輸?shù)姆椒�。同時采用類分形理論模型預測電阻率和擴散系數(shù),并建立了水分和氯離子傳輸?shù)亩鄨鲴詈蠑?shù)值模型。取得了以下創(chuàng)新成果:（1）基于非接觸電阻率法設計了一種可研究溫度—滲流耦合作用下水分和氯離子在非飽和水泥基材料中傳輸性能的裝置。依據(jù)Nernst-Einstein方程和Archie定律計算得到了穩(wěn)態(tài)氯離子擴散系數(shù)和孔結(jié)構(gòu)特征參數(shù),發(fā)現(xiàn)依據(jù)擴散系數(shù)法計算出的結(jié)果更為可靠,基于此探討了配合比對電阻率、孔結(jié)構(gòu)特征參數(shù)和擴散系數(shù)的影響,發(fā)現(xiàn)摻入骨料后的界面過渡區(qū)和孔壁的雙電層效應會對結(jié)果產(chǎn)生較大影響。對非飽和水泥基材料傳輸過程中的電阻率進行了監(jiān)測,依據(jù)電阻率變化曲線計算得到了水分在水泥基材料內(nèi)的平均傳輸速率,結(jié)果... 

【文章來源】：中國礦業(yè)大學江蘇省 211工程院校 教育部直屬院校

【文章頁數(shù)】：124 頁

【學位級別】：碩士

【部分圖文】：

鋼筋混凝土Figure1-1Performancedeteriorati水泥基材料是由水泥、水或再加一些

1緒論5圖1-3毛細孔結(jié)構(gòu)[40]Figure1-3Capillarystructure[40]孔隙率為孔結(jié)構(gòu)最重要的參數(shù)之一，已有許多研究對孔隙率進行了表征，得到的結(jié)果基本一致，孔隙率與齡期、材料組成等有關，相同齡期，孔隙率水膠比呈正相關；相同水膠比，孔隙率與齡期呈負相關。一般認為，孔隙率與孔徑分布決定了孔的收縮度因子。普通的多孔材料的收縮度因子為0.8，但硬化凈漿毛細孔的收縮度因子可小到210數(shù)量級。收縮度因子與峰值孔徑的關系[41]如式(1-1)所示，由該式計算得到的收縮度因子范圍在0.01~0.80之間。曲折度因子用于描述孔隙液中離子通過連通孔的長度，其與孔的幾何形狀有關，與孔隙率的關系如式(1-2)所示[41]，Gommes等[42]測試和模擬得到曲折度因子變化范圍在1~2.5之間，劉志勇等[40]測試并計算得到變化范圍在1~2.25之間�？紫缎螤钜蜃优c連通度因子、收縮度因子和曲折度因子也有一定的關系[43]，其關系可由式(1-3)來描述[44]。=0.3954lg+6.2+0.405(1-1)=1.580.25+2.5(1-2)==2(1-3)式中，為峰值孔徑，由MIP法測得；為毛細孔隙率；為地層因數(shù)（Formationfactor）。毛細孔隙率越小，孔隙結(jié)構(gòu)越曲折，曲折度因子越大，形狀因子越大；毛細孔隙率越大，毛細孔形成一個連續(xù)的網(wǎng)絡，連通度因子越小，形狀因子越校由式(1-3)可見，形狀因子與孔隙曲折度、連通度、收縮度都有關，在多孔材料的傳輸問題上由重要研究意義。

1.2.2.1 水泥基材料水分傳輸行為研究 水是離子型有害侵蝕介質(zhì)傳輸進入水泥基材料內(nèi)部的載體，研究水泥基材料的水分輸運過程對預測水泥基材料耐久性有很大的幫助。 水泥基材料中的水分可自由水（毛細孔水）、吸附水、層間水和結(jié)晶水四種形式存在，如圖 1-4 所示。其中，自由水為能夠以液態(tài)或氣態(tài)形式遷移；吸附水由毛細管作用力或顆粒物理吸附作用附于孔壁或顆粒表面；因氫鍵作用而吸附于C-S-H 凝膠層間的為層間水；結(jié)晶水存在于物相晶體結(jié)構(gòu)中，常溫常壓下為穩(wěn)定狀態(tài)。除結(jié)晶水在高溫破壞晶格后才能失去外，其他三種形式的水分可隨著溫度、孔隙飽和度等外界因素的變化，在特定條件下互相轉(zhuǎn)化、遷移[45]。


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