【摘要】：鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)是絕大多數(shù)建筑工程的主要結(jié)構(gòu)形式,其耐久性和壽命受眾多因素的影響,因此研究鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)的耐久性和壽命具有很強(qiáng)的現(xiàn)實(shí)意義和社會(huì)需求。鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)耐久性研究一直是學(xué)術(shù)界和工程界的重要課題內(nèi)容,實(shí)現(xiàn)鋼筋混凝土工程的高耐久性和長(zhǎng)壽命也與國(guó)家提倡的節(jié)能減排和可持續(xù)發(fā)展十分契合。因鋼筋的銹蝕而導(dǎo)致混凝土耐久性劣化的工程案例不勝枚舉,氯離子侵蝕又是造成混凝土內(nèi)部鋼筋銹蝕的重要因素,在各國(guó)的沿海地區(qū)和鹽漬區(qū)域的橋梁工程、海底隧道等混凝土結(jié)構(gòu)破壞更是嚴(yán)重。論文在綜合分析國(guó)內(nèi)外的相關(guān)理論成果和研究試驗(yàn)基礎(chǔ)上,采用理論分析、公式推導(dǎo)、數(shù)值模擬、數(shù)據(jù)分析等方法,對(duì)氯離子滲透混凝土破壞鋼筋的過(guò)程進(jìn)行了深入探討和細(xì)致研究。其主要的研究?jī)?nèi)容如下:論文首先簡(jiǎn)述了國(guó)內(nèi)外混凝土結(jié)構(gòu)的破壞情況,并綜述了國(guó)內(nèi)外的混凝土氯離子侵蝕模型理論發(fā)展成果;然后又在Fick第二擴(kuò)散定律基礎(chǔ)上,考慮混凝土結(jié)構(gòu)可能處在不同的氯鹽侵蝕環(huán)境下,氯離子的遷移擴(kuò)散會(huì)受到多種內(nèi)外因素的影響,建立了考慮時(shí)間效應(yīng)、氯離子結(jié)合能力、環(huán)境溫度、應(yīng)力狀態(tài)和裂縫等綜合因素的修正氯離子侵蝕理論模型。論文又結(jié)合了混凝土結(jié)構(gòu)的相關(guān)理論和細(xì)觀斷裂模型,利用蒙特卡羅方法的隨機(jī)性、骨料級(jí)配的選取等理論,通過(guò)MATLAB軟件建立了混凝土的二維隨機(jī)骨料模型,從而為第四章的氯離子侵蝕混凝土COMSOL數(shù)值模擬提供幾何尺寸模型�？紤]氯離子有效擴(kuò)散系數(shù)隨時(shí)間、溫度等外在條件變化的復(fù)雜性,在選取模型參數(shù)后,使用COMSOL軟件對(duì)氯離子侵蝕混凝土過(guò)程進(jìn)行了數(shù)值模擬分析、對(duì)比,證實(shí)了有限元軟件COMSOL模擬氯離子滲透混凝土過(guò)程的合理性和有效性。結(jié)合數(shù)值模擬數(shù)據(jù)和混凝土氯離子遷移機(jī)制,提出了預(yù)防氯離子侵入混凝土有效措施,為工程建設(shè)提供了理論基礎(chǔ),也為工程施工提供了便利。
【學(xué)位授予單位】：安徽理工大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2018
【分類(lèi)號(hào)】：TU528
【圖文】：

圖 1.1 混凝土水壩水的滲透作用Figure 1.1 The osmosis of water in concrete dam圖 1.2 混凝土的凍融破壞Figure 1.2 The Freeze-thaw damage of concrete

3圖 1.2 混凝土的凍融破壞Figure 1.2 The Freeze-thaw damage of concrete子侵入機(jī)理處于不同的氯鹽環(huán)境，氯離子往結(jié)構(gòu)內(nèi)部的遷移機(jī)制也不一般會(huì)與水分子接觸并混合在一塊。當(dāng)混凝土內(nèi)部孔隙含有氯離子通過(guò)水的“載體作用”往鋼筋表面遷移，此時(shí)發(fā)生而當(dāng)混凝土的周?chē)h(huán)境氯離子濃度高于結(jié)構(gòu)內(nèi)部的濃度時(shí)子也會(huì)往深處遷移，這樣的遷移機(jī)制是濃度擴(kuò)散，當(dāng)然混在（如水）；若混凝土內(nèi)部有離子等帶電粒子的存在或其離子同樣會(huì)遷移到鋼筋附近，這是電化學(xué)遷移的作用；而

往混凝土內(nèi)部更深處遷移也就更容易�；炷两Y(jié)構(gòu)所處環(huán)境不同，內(nèi)部的氯離子濃度、含量變化也各不相度、空氣濕度、水飽和度、養(yǎng)護(hù)齡期、鋼筋分布、保護(hù)層厚度等很。李鏡培[9]等指出埋置于土體中的樁基礎(chǔ)，其樁－土界面處氯離子況與其在浸泡侵蝕條件下遷移擴(kuò)散有很大差異。因?yàn)橥馏w本身是一相結(jié)構(gòu)，不同于氯鹽溶液，土體還會(huì)約束樁基的變形開(kāi)裂，氯離子情況會(huì)更加復(fù)雜。孫叢濤[10]等研究?jī)鋈诃h(huán)境的混凝土中氯離子的擴(kuò)表明凍融損傷會(huì)使氯離子擴(kuò)散系數(shù)增大，混凝土內(nèi)部氯離子的遷移。柳磊[11]等研究混凝土結(jié)構(gòu)在疲勞荷載和氯鹽侵蝕的作用下，其內(nèi)散行為。研究結(jié)果表明疲勞應(yīng)力水平低于 0.4 時(shí)，對(duì)氯離子擴(kuò)散沒(méi)應(yīng)力水平高于 0.5 時(shí)，氯離子的擴(kuò)散進(jìn)程加快。所以在特定的氯鹽土結(jié)構(gòu)內(nèi)部氯離子的遷移狀況有其特有的規(guī)律，且是由多種遷移機(jī)。在沿海地區(qū)，橋梁等建筑物會(huì)受到海水的沖刷，氯離子侵入混凝構(gòu)破壞也更嚴(yán)重，如圖 1.3[12]。

【參考文獻(xiàn)】

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本文編號(hào)：2783171