發(fā)布時間：2020-05-08 19:23

【摘要】：在凍融損傷、碳化、氯離子侵蝕等因素作用下,鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)耐久性問題日益嚴(yán)重,其中,氯鹽侵蝕是導(dǎo)致鋼筋銹蝕重要因素。因此,本文以混凝土中氯離子侵蝕為主線,研究碳化、荷載、凍融損傷、及其耦合作用對氯離子擴散的影響。主要研究內(nèi)容如下:(1)將混凝土假定為由骨料和砂漿組成的兩相復(fù)合材料,分別設(shè)計球形、橢球形骨料隨機投放算法,并利用MATLAB編制相應(yīng)程序,從而實現(xiàn)了細(xì)觀層次三維隨機混凝土幾何模型的生成�；贛ATLAB平臺研制了mat2scr 2017程序,將MATLAB中圖形文件數(shù)據(jù)讀入SCR腳本文件中,實現(xiàn)了MATLAB圖形向CAD圖形的轉(zhuǎn)換,極大地提搞了隨機混凝土模型的通用性。將MATLAB和COMSOL軟件結(jié)合,對混凝土幾何模型進行有限元網(wǎng)格剖分。研究結(jié)果表明:建立的隨機骨料模型骨料含量可達到較高水平,骨料粒徑、投放位置滿足隨機性要求;橢球形隨機骨料投放算法簡單高效,并保證了橢球自身傾角的隨機性;模型適用于任意級配混凝土的生成,對連續(xù)級配混凝土骨料逐級隨機投放,保證了各級配骨料體積率;對隨機混凝土進行網(wǎng)格剖分取得較好的效果,滿足有限元分析的需要。(2)基于Fick第二定律,在已有研究的基礎(chǔ)上,推導(dǎo)出綜合考慮混凝土對氯離子結(jié)合效應(yīng)、氯離子擴散時間依賴性、表面氯離子濃度、離子靜電場作用、溫度、混凝土內(nèi)部相對濕度影響的氯離子擴散方程。(3)設(shè)計混凝土碳化、凍融循環(huán)試驗,對不同碳化齡期、不同凍融循環(huán)次數(shù)、不同荷載水平的混凝土試件進行氯離子侵蝕試驗研究。建立碳化作用、荷載作用、及碳化凍融荷載耦合作用對氯離子擴散系數(shù)修正模型并確定了其中參數(shù),所建立的數(shù)值模型計算結(jié)果與試驗結(jié)果吻合較好。(4)基于宏觀氯離子侵蝕數(shù)值模型和已經(jīng)建立的混凝土三維細(xì)觀模型,從細(xì)觀層次探究飽水混凝土中氯離子傳輸規(guī)律。研究結(jié)果表明:混凝土試件同一深度處氯離子含量不同,骨料對氯離子傳輸具有阻礙作用,骨料改變了氯離子在混凝土內(nèi)部的傳輸路徑,氯離子分布在骨料周圍有繞流現(xiàn)象。
【圖文】：

50mm×150mm×150mm單粒級配球形隨機骨料幾何模型

(a)等軸測 (b)俯視圖 2.2 150mm×150mm×150mm 單粒級配球形隨機骨料幾何模型根據(jù)公路橋涵施工技術(shù)規(guī)范[69]規(guī)定的粗集料級配范圍，生成邊長為 150mm 混凝方體標(biāo)準(zhǔn)試件，粗骨料體積率為 45%，其級配見表 2.1 所示。表 2.1 粗骨料級配級配情況/mm 26.5~31.5 19~26.5 16~19 9.5~16 4.75~9.5 2.36~4.75各級配段骨料含量/% 5 30 30 20 15 0骨料體積率/% 2.25 13.5 13.5 9 6.75 0
【學(xué)位授予單位】：長安大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2018
【分類號】：TU528

【參考文獻】

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本文編號：2655042