硫酸鹽侵蝕導(dǎo)致混凝土結(jié)構(gòu)的承載力降低,表面出現(xiàn)脫皮、裂紋、鋼筋裸露的現(xiàn)象隨處可見,從而嚴(yán)重影響到混凝土結(jié)構(gòu)的安全性、適用性和耐久性。因此,本文針對(duì)不同機(jī)制下受硫酸鹽腐蝕的混凝土,采用試驗(yàn)、理論推導(dǎo)和數(shù)值模擬的方式對(duì)硫酸根離子在混凝土內(nèi)部的傳輸劣化進(jìn)行深入研究,建立混凝土內(nèi)硫酸根離子傳輸-劣化模型。在飽和混凝土內(nèi)硫酸根離子傳輸-劣化機(jī)理研究中,首先,通過深入研究混凝土受硫酸鹽腐蝕的化學(xué)反應(yīng)機(jī)理,建立出混凝土受硫酸鹽侵蝕的兩階段化學(xué)反應(yīng)方程式。其次,在混凝土簡(jiǎn)化的細(xì)觀模型的基礎(chǔ)上,通過應(yīng)用Fuller分布和Torquato分布函數(shù)理論推導(dǎo)出界面過渡區(qū)體積分?jǐn)?shù)計(jì)算公式,通過化學(xué)動(dòng)力學(xué)理論、離子擴(kuò)散理論推導(dǎo)得到考慮骨料粒徑、界面過渡區(qū)、化學(xué)反應(yīng)速率的混凝土內(nèi)硫酸根離子傳輸數(shù)學(xué)模型。最后,在傳輸模型的基礎(chǔ)上,從化學(xué)角度,根據(jù)混凝土腐蝕機(jī)理,提出了新的混凝土受硫酸鹽侵蝕的腐蝕層厚度計(jì)算方法,并且根據(jù)實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)對(duì)比驗(yàn)證了計(jì)算方法的合理性和正確性,同時(shí)通過膨脹理論分析得到此計(jì)算方法對(duì)于工程應(yīng)用偏于安全。在非飽和混凝土內(nèi)硫酸根離子傳輸-劣化機(jī)理研究中,通過水分傳輸試驗(yàn)和理論推導(dǎo),得到水分傳輸?shù)拿?xì)吸收系數(shù)... 

【文章來源】：中國礦業(yè)大學(xué)江蘇省 211工程院校 教育部直屬院校

【文章頁數(shù)】：116 頁

【學(xué)位級(jí)別】：碩士

【部分圖文】：

反應(yīng)產(chǎn)物對(duì)孔隙填充示意圖

圖 3-1 混凝土三相球簡(jiǎn)化模型ure 3-1 Three-phase sphere simplified computational model o渡區(qū)（ITZ）的細(xì)觀結(jié)構(gòu)和對(duì) SO42-傳輸-劣化區(qū)（ITZ）分為三個(gè)步驟生成，第一步，澆筑好的于砂漿的水灰比，導(dǎo)致其孔結(jié)構(gòu)較大；第二步，水鈣等物質(zhì)，由于表面的水灰比大很多，這些粗骨料體，因此產(chǎn)生比水泥砂漿本體更多的毛孔孔隙結(jié)構(gòu)于相同情況下水泥砂漿的強(qiáng)度；第三步，水化時(shí)和次生鈣礬石、氫氧化鈣晶體逐漸填充水化產(chǎn)物界面過渡區(qū)的內(nèi)部填充度，故此提高界面過渡區(qū)的產(chǎn)生過程可以發(fā)現(xiàn)，界面過渡區(qū)的孔隙率和強(qiáng)度均而增加了 SO42-傳輸速率，這些對(duì)混凝土抗硫酸鹽區(qū)位于骨料周圍，其厚度為微米級(jí)別，數(shù)值為 η泥砂漿的三倍左右[96-100]。影響界面過渡區(qū)的特性

圖 3-2 有限元模型示意圖Figure 3-2 Schematic diagram of finite element model在進(jìn)行模型試驗(yàn)驗(yàn)證時(shí)，首先要通過實(shí)驗(yàn)條件進(jìn)行有效擴(kuò)散系數(shù) 的將相關(guān)參數(shù)輸入到模型中，進(jìn)行有限元分析，獲得硫酸根離子隨侵蝕深分布圖，通過對(duì)比實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)，可以確保模型的正確性。通過以下步驟，進(jìn)行模型計(jì)算過程： 1：通過實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)，計(jì)算界面過渡區(qū)的體積分?jǐn)?shù)（ ）； 2：通過水化度、孔隙率和體積分?jǐn)?shù)（ ）計(jì)算硫酸根離子分別在不同擴(kuò)散系數(shù)； 3：通過細(xì)觀混凝土擴(kuò)散系數(shù)模型計(jì)算硫酸根離子有效擴(kuò)散系數(shù)； 4：將化學(xué)反應(yīng)項(xiàng)、擴(kuò)散系數(shù)和邊界條件輸入有限元模型進(jìn)行求解。通過上述計(jì)算步驟進(jìn)行計(jì)算，與本課題組李再婷[111]的實(shí)測(cè)數(shù)據(jù)進(jìn)行比模型參數(shù)如表 3-3 和表 3-4。課題組李再婷的試驗(yàn)為采用全浸泡的方式比為 0.4、0.5、0.6 的邊長為 100mm 的立方體混凝土試塊浸泡于 5%

【參考文獻(xiàn)】：
期刊論文
[1]軸壓與硫酸鹽耦合作用下混凝土強(qiáng)度劣化機(jī)理[J]. 逯靜洲,田立宗,童立強(qiáng),劉瑩,朱孔峰.  建筑材料學(xué)報(bào). 2018(03)
[2]半浸泡干濕循環(huán)下混凝土硫酸鹽腐蝕性能研究[J]. 劉晉艷,鞏天真,李強(qiáng).  新型建筑材料. 2017(04)
[3]硫酸鹽侵蝕下混凝土梁的開裂強(qiáng)度分析模型[J]. 張清清,徐鋒,劉偉慶,王曙光,劉鑫.  混凝土. 2017(01)
[4]硫酸鹽侵蝕損傷劣化基樁豎向承載特性[J]. 李鏡培,李險(xiǎn)峰,李林,張琰.  上海交通大學(xué)學(xué)報(bào). 2016(11)
[5]基于改進(jìn)的Tixier模型的受硫酸鹽侵蝕混凝土排污管道耐久性分析[J]. 程旭東,孫連方,范燕平,李瀟南,徐峰.  混凝土. 2016(06)
[6]靜力彎曲荷載作用下地下結(jié)構(gòu)混凝土硫酸鹽侵蝕試驗(yàn)研究[J]. 龔道陽,徐鋒,劉偉慶,王曙光,劉金龍.  混凝土. 2016(02)
[7]基于腐蝕層厚度的混凝土硫酸鹽腐蝕速率基準(zhǔn)模型的建立[J]. 杜健民,焦瑞敏,韓曉麗,姬永生.  混凝土. 2014(05)
[8]硫酸鹽腐蝕鋼筋混凝土板受彎力學(xué)性能的退化規(guī)律[J]. 周效國,汪俊華.  混凝土與水泥制品. 2012(10)
[9]粉煤灰混凝土抗硫酸鹽侵蝕性能(英文)[J]. 李觀書.  硅酸鹽學(xué)報(bào). 2012(01)
[10]中國商品混凝土發(fā)展現(xiàn)狀及預(yù)測(cè)[J]. 過培君.  混凝土世界. 2011(12)

博士論文
[1]海洋環(huán)境氯離子在持壓混凝土中傳輸行為的多尺度研究[D]. 徐俊.中國礦業(yè)大學(xué) 2018
[2]應(yīng)力作用下混凝土中的氯鹽傳輸及基于可靠度的壽命預(yù)測(cè)[D]. 曹銀.中國建筑材料科學(xué)研究總院 2016
[3]復(fù)雜環(huán)境下混凝土硫酸鹽侵蝕微—宏觀劣化規(guī)律研究[D]. 高潤東.清華大學(xué) 2010

碩士論文
[1]考慮骨料形狀的混凝土細(xì)觀模型研究[D]. 許葉帥.東南大學(xué) 2017
[2]混雜纖維混凝土抗硫酸鹽和氯鹽侵蝕性能的試驗(yàn)研究[D]. 黃國棟.安徽理工大學(xué) 2010
[3]硫酸鹽侵蝕環(huán)境下的混凝土擴(kuò)散反應(yīng)規(guī)律研究及數(shù)值模擬[D]. 萬旭榮.南京理工大學(xué) 2010
[4]水泥—石灰石粉膠凝材料在硫酸鹽和氯鹽共同作用下的腐蝕破壞研究[D]. 王建華.中南大學(xué) 2009
[5]硫酸鹽侵蝕下混凝土的耐久性分析[D]. 湯海昌.南京理工大學(xué) 2008
[6]混凝土硫酸鹽侵蝕抑制措施及其機(jī)理研究[D]. 高立強(qiáng).西南交通大學(xué) 2008
[7]水泥基材料低溫抗硫酸鹽侵蝕性能研究[D]. 樓梁偉.重慶大學(xué) 2008



本文編號(hào)：3058587