在混凝土耐久性研究中,有關(guān)荷載效應(yīng)對(duì)氯鹽侵蝕過(guò)程的影響以及受侵蝕后混凝土力學(xué)性能的變化規(guī)律研究一直是重中之重,已有大量學(xué)者對(duì)該課題進(jìn)行了試驗(yàn)研究及數(shù)值模擬分析,但由于環(huán)境條件的不統(tǒng)一,使得眾多研究成果的可比性較弱,而且諸多研究大多集中在軸向拉應(yīng)力狀態(tài)下混凝土內(nèi)氯離子擴(kuò)散行為的研究上,對(duì)于剪應(yīng)力、軸向壓應(yīng)力狀態(tài)下的研究卻稍顯不足。本文將C30混凝土作為研究對(duì)象,通過(guò)數(shù)值模擬定量得分析了剪切、拉（壓）荷載效應(yīng)下混凝土內(nèi)的氯離子濃度和受氯鹽侵蝕后混凝土的單軸抗壓強(qiáng)度值,進(jìn)一步得出不同荷載作用下混凝土內(nèi)氯離子擴(kuò)散系數(shù)的變化規(guī)律以及混凝土力學(xué)性能在氯鹽侵蝕作用下的損傷變化趨勢(shì)。具體研究包括:（1）在已有的受氯鹽侵蝕混凝土力學(xué)性能研究成果的基礎(chǔ)上,基于菲克第二定律,建立了考慮時(shí)間效應(yīng)、混凝土固化能力、裂隙狀態(tài)等多重因素下的氯離子擴(kuò)散方程。（2）基于COMSOL軟件易于處理多物理場(chǎng)耦合情況下固體物質(zhì)中離子遷移問(wèn)題的優(yōu)勢(shì),進(jìn)行了拉、壓、剪應(yīng)力狀態(tài)下混凝土內(nèi)氯離子擴(kuò)散過(guò)程的數(shù)值模擬研究。結(jié)果表明:軸向拉應(yīng)力與剪應(yīng)力作用效果相似,對(duì)提高混凝土內(nèi)氯離子的擴(kuò)散速度較為顯著。與之相反的是,軸向壓應(yīng)力作用使得混凝... 

【文章來(lái)源】：西安建筑科技大學(xué)陜西省

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【學(xué)位級(jí)別】：碩士

【部分圖文】：

西部鹽湖氯離子侵蝕混凝土

西安建筑科技大學(xué)碩士學(xué)位論文11據(jù)進(jìn)行統(tǒng)計(jì)分析，間接得到氯離子在裂縫內(nèi)擴(kuò)散的規(guī)律。本文統(tǒng)計(jì)了相關(guān)文獻(xiàn)[32-36]中擴(kuò)散系數(shù)與裂縫寬度間的關(guān)系，將文獻(xiàn)中實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)進(jìn)行了歸一化處理，通過(guò)數(shù)據(jù)擬合得到了離子在裂縫內(nèi)擴(kuò)散系數(shù)的表達(dá)式，如圖2.1所示。圖2.1裂縫寬度與擴(kuò)散系數(shù)間的關(guān)系從圖2.1可以清晰看出，離子擴(kuò)散系數(shù)在裂縫寬度區(qū)間30μm―100μm內(nèi)隨裂縫寬度的增大呈明顯增長(zhǎng)趨勢(shì)，而在其余區(qū)間則趨于平穩(wěn)。由此可見(jiàn)，30μm和100μm是裂縫內(nèi)離子擴(kuò)散系數(shù)的邊界值，對(duì)于裂化區(qū)離子擴(kuò)散系數(shù)和裂縫寬度可以建立相應(yīng)的函數(shù)關(guān)系，具體的表達(dá)式如式(2-2)所示：f0.77lnw2.4530w100(2-2)式（2-2）中：w用于表示裂縫的寬度，如果裂縫的寬度較小，通常認(rèn)為在30μm以下時(shí)，混凝土內(nèi)部的膠凝材料的水化產(chǎn)物會(huì)將這些微小的裂縫彌補(bǔ)，等于氯離子在完好混凝土中的擴(kuò)散系數(shù)；如果裂縫的寬度在30到100之間時(shí)，由mDμmμm于裂縫寬度較大，膠凝材料的水化產(chǎn)物并不能將這些裂縫彌補(bǔ)，這給氯離子的擴(kuò)散提供了機(jī)會(huì)和通道，但是部分未貫通裂縫依舊具有一定的堵塞氯離子擴(kuò)散的能力；如果裂縫的寬度在100μm以上，在這種情況下，膠凝材料的水化產(chǎn)物不能完全彌補(bǔ)裂縫，氯離子的擴(kuò)散通道暢通，相應(yīng)的擴(kuò)散系數(shù)和氯離子在水中的擴(kuò)散0D系數(shù)保持相等。2.1.3混凝土的固化能力對(duì)于鋼筋混凝土來(lái)說(shuō)，內(nèi)部存在的氯離子會(huì)盡可能的向更深處遷移，在氯離

西安建筑科技大學(xué)碩士學(xué)位論文13圖2.2混凝土小梁內(nèi)力圖采用圖2.2所示的加載方法作用于混凝土構(gòu)件，其中部區(qū)域內(nèi)剪應(yīng)力通常較大同時(shí)正應(yīng)力較校孫繼成[41]和卞雷[42]通過(guò)測(cè)定彎曲荷載下混凝土內(nèi)電通量值，得出在荷載水平較�。雍杀醛�0.3）的情況下，所產(chǎn)生的正應(yīng)力對(duì)混凝土電通量影響并不顯著，即不影響氯離子擴(kuò)散系數(shù)，通過(guò)這種方法可以分析混凝土構(gòu)建在剪應(yīng)力的作用下，對(duì)混凝土中氯離子擴(kuò)散系數(shù)的影響。為保證混凝土構(gòu)件在加載過(guò)程中保持不開(kāi)裂狀態(tài)，在模擬分析前需確定混凝土小梁的開(kāi)裂荷載值，參照鄒斌[24]對(duì)小梁構(gòu)件進(jìn)行三分點(diǎn)加載試驗(yàn)后測(cè)得的開(kāi)裂荷載平均值，將加載值Pu設(shè)置為5kN。當(dāng)混凝土墻、板等結(jié)構(gòu)構(gòu)件所處的環(huán)境如果氯離子濃度較大，氯離子的擴(kuò)散方向通常較為固定，一般是順著墻和板的厚度方向，因此可以認(rèn)為這種擴(kuò)散行為是單向的[43]，本文假定氯離子為一維擴(kuò)散，邊界濃度恒定，考慮以上三點(diǎn)因素可得到修正后擴(kuò)散方程：(2-4)2cr2CCDTx式(2-4)中：，為氯離子的表觀(guān)反應(yīng)速率。crtr0DfffD0D令bfcHc聯(lián)立式(2-1)、(2-2)、(2-3)、(2-4)后可得

【參考文獻(xiàn)】：
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