本文關(guān)鍵詞：荷載干濕交替作用下氯離子在混凝土中的傳輸性能研究，由筆耕文化傳播整理發(fā)布。

【摘要】：彎曲荷載同干濕循環(huán)耦合作用下氯離子在混凝土中的傳輸性能研究是海洋環(huán)境混凝土結(jié)構(gòu)耐久性研究的重要課題。本文采用自然浸泡法,建立了彎曲荷載同環(huán)境因素耦合作用下的氯離子侵蝕試驗(yàn)方法,模擬氯離子在水下區(qū)及干濕循環(huán)區(qū)域的混凝土中傳輸?shù)倪^程。通過對彎曲荷載同干濕循環(huán)耦合作用下水膠比、養(yǎng)護(hù)齡期、礦渣摻量和應(yīng)力比等因素對表觀擴(kuò)散系數(shù)的影響及表觀擴(kuò)散系數(shù)和表面氯離子濃度時變規(guī)律的研究,建立多因素作用下氯離子在混凝土中的傳輸模型。本文取得的主要研究結(jié)論和創(chuàng)新性成果包括以下幾個方面：(1)彎曲荷載加載方法的選擇及彎曲荷載同干濕循環(huán)耦合作用試驗(yàn)測試方法的建立。綜合考慮各種已有彎曲荷載加載裝置及加載方法的優(yōu)缺點(diǎn),選擇適合于干濕循環(huán)試驗(yàn)的持續(xù)加載的加載裝置。并建立彎曲荷載同干濕循環(huán)耦合作用下氯離子傳輸試驗(yàn)的測試方法及試驗(yàn)制度。(2)浸泡及干濕循環(huán)條件下氯離子在混凝土中的傳輸規(guī)律研究。研究了浸泡及干濕循環(huán)兩種條件下氯離子在混凝土中的傳輸規(guī)律。結(jié)果表明,浸泡及干濕循環(huán)條件下氯離子表觀擴(kuò)散系數(shù)都會隨著水膠比的增大而增大,干濕循環(huán)作用加大了水膠比對混凝土表觀擴(kuò)散系數(shù)的影響。氯離子表觀擴(kuò)散系數(shù)都會隨著礦渣摻量的增多而呈先減小后增大的趨勢。摻加礦渣的混凝土的表觀擴(kuò)散系數(shù)要小于未摻加礦渣的混凝土。表觀擴(kuò)散系數(shù)同礦渣摻量的關(guān)系符合二次多項(xiàng)式的形式。氯離子表觀擴(kuò)散系數(shù)會隨著養(yǎng)護(hù)齡期的增加而減小。表觀擴(kuò)散系數(shù)同養(yǎng)護(hù)齡期的關(guān)系符合冪函數(shù)的形式。建立了在浸泡及干濕循環(huán)條件下水膠比、礦渣摻量和養(yǎng)護(hù)齡期等因素對混凝土中氯離子表觀擴(kuò)散系數(shù)的影響規(guī)律模型。浸泡及干濕循環(huán)條件下,表觀擴(kuò)散系數(shù)隨著試驗(yàn)時間的增加而減小。表觀擴(kuò)散系數(shù)的比值會隨著試驗(yàn)時間的增加而增大。根據(jù)試驗(yàn)數(shù)據(jù)建立了表觀擴(kuò)散系數(shù)的比值同試驗(yàn)時間的關(guān)系。根據(jù)前述水膠比、礦渣摻量、養(yǎng)護(hù)齡期及干濕循環(huán)作用等因素對表觀擴(kuò)散系數(shù)的影響規(guī)律,建立了表觀擴(kuò)散系數(shù)的綜合性影響因素模型。并確定了模型參數(shù)的取值。(3)表觀擴(kuò)散系數(shù)和表面氯離子濃度的時變規(guī)律模型。對表觀擴(kuò)散系數(shù)和表面氯離子濃度的時變規(guī)律進(jìn)行了系統(tǒng)研究。研究了浸泡及干濕循環(huán)條件下表觀擴(kuò)散系數(shù)的時間依賴性及其影響因素。結(jié)果表明,浸泡及干濕循環(huán)條件下表觀擴(kuò)散系數(shù)都會隨著暴露時間的增加呈減小的趨勢,其同暴露時間的關(guān)系符合冪函數(shù)的形式。表觀擴(kuò)散系數(shù)的時間依賴性系數(shù)會隨著水膠比的增加而增大。同水膠比的關(guān)系可以用線性函數(shù)的形式來描述。時間依賴性系數(shù)會隨著礦渣摻量的增加而增大。其關(guān)系基本符合線性函數(shù)規(guī)律。表觀擴(kuò)散系數(shù)的時間依賴性模型未考慮養(yǎng)護(hù)齡期的影響,難以直接建立表觀擴(kuò)散系數(shù)的時間依賴性系數(shù)同養(yǎng)護(hù)齡期之間的聯(lián)系。通過將表觀擴(kuò)散系數(shù)看作是暴露時間內(nèi)即時擴(kuò)散系數(shù)的積分平均值,利用表觀擴(kuò)散系數(shù)的時間依賴性系數(shù)將表觀擴(kuò)散系數(shù)轉(zhuǎn)化為即時擴(kuò)散系數(shù),進(jìn)而建立了養(yǎng)護(hù)齡期同即時擴(kuò)散系數(shù)時間依賴性常數(shù)的關(guān)系。得到即時擴(kuò)散系數(shù)時間依賴性常數(shù)同養(yǎng)護(hù)齡期之間呈平方根關(guān)系。根據(jù)前述水膠比、礦渣摻量、養(yǎng)護(hù)齡期及干濕循環(huán)作用等因素對表觀擴(kuò)散系數(shù)時間依賴性系數(shù)的影響規(guī)律,建立了表觀擴(kuò)散系數(shù)時間依賴性關(guān)系的綜合性模型。并分析了表觀擴(kuò)散系數(shù)和即時擴(kuò)散系數(shù)的時間依賴性的相互關(guān)系,對表觀擴(kuò)散系數(shù)和即時擴(kuò)散系數(shù)的時間依賴性模型如何引入氯離子擴(kuò)散模型進(jìn)行了研究。表面氯離子濃度會隨著暴露時間的增加而增長,增長速度逐漸減緩,達(dá)到一定的時間后趨于穩(wěn)定。浸泡條件下表面氯離子濃度的時變規(guī)律模型符合平方根模型的形式。平方根模型中模型系數(shù)同水膠比的關(guān)系滿足線性規(guī)律,同養(yǎng)護(hù)齡期的關(guān)系基本符合冪函數(shù)的形式。干濕循環(huán)條件下,表面氯離子濃度的時變規(guī)律可以用帶初值的平方根模型來描述。(4)浸泡及干濕循環(huán)條件下,持續(xù)荷載對氯離子在混凝土中傳輸?shù)挠绊憣Τ掷m(xù)荷載同浸泡及環(huán)境因素耦合作用下,氯離子在混凝土中的傳輸規(guī)律進(jìn)行了系統(tǒng)研究。結(jié)果表明,持續(xù)荷載的作用并未改變水膠比、礦渣摻量和養(yǎng)護(hù)齡期對表觀擴(kuò)散系數(shù)的影響規(guī)律,但持續(xù)荷載剛千濕循環(huán)的耦合作用加大了其對表觀擴(kuò)散系數(shù)的影響。在浸泡及干濕循環(huán)條件下氯離子表觀擴(kuò)散系數(shù)都會隨著應(yīng)力比的增大而增大。表觀擴(kuò)敞系數(shù)同應(yīng)力比及應(yīng)力之間的關(guān)系可以用二次多項(xiàng)式來表示。建立了浸泡及干濕循環(huán)條件下氯離子表觀擴(kuò)散系數(shù)同應(yīng)力比或應(yīng)力值之間的關(guān)系模型。在持續(xù)荷載作用下,浸泡及干濕循環(huán)兩種條件表觀擴(kuò)散系數(shù)的比值隨便時間的變化規(guī)律與未施加持續(xù)荷載時兩者的比值相同,表觀擴(kuò)散系數(shù)的比值同暴露時間的關(guān)系都符合指數(shù)函數(shù)的形式。建立了表觀擴(kuò)散系數(shù)比值同暴露時間的關(guān)系。(5)考慮持續(xù)荷載及環(huán)境因素耦合作用的氯離子傳輸模型基于Fick第二定律建立氯離子在混凝土中的傳輸模型。分析了損傷劣化因素、氯離子結(jié)合能力、溫濕度及氯離子擴(kuò)散系數(shù)的時間依賴性等因素對模型的影響。建立考慮持續(xù)荷載和干濕循環(huán)作用的多因素氯離子傳輸模型。根據(jù)前述試驗(yàn)總結(jié)的干濕循環(huán)、持續(xù)荷載等因素對氯離子擴(kuò)散系數(shù)的影響規(guī)律及水膠比、養(yǎng)護(hù)齡期和礦渣摻量等材料參數(shù)在干濕循環(huán)同持續(xù)荷載作用下對氯離子擴(kuò)散系數(shù)及其時間依賴性的影響規(guī)律,將水膠比、養(yǎng)護(hù)齡期、礦渣摻量、干濕循環(huán)和持續(xù)荷載等因素引入氯離子傳輸模型中。并討論了模型參數(shù)在干濕循環(huán)和持續(xù)荷載單獨(dú)及耦合作用情況下的取值。研究了水膠比、養(yǎng)護(hù)齡期、持續(xù)荷載和干濕循環(huán)等模型參數(shù)對氯離子傳輸模型的影響。并根據(jù)現(xiàn)場暴露試驗(yàn)數(shù)據(jù)對模型進(jìn)行驗(yàn)證。
【關(guān)鍵詞】：混凝土 氯離子 干濕循環(huán) 彎曲荷載 表觀擴(kuò)散系數(shù) 時變規(guī)律 表面氯離子濃度 傳輸模型
【學(xué)位授予單位】：東南大學(xué)
【學(xué)位級別】：博士
【學(xué)位授予年份】：2015
【分類號】：TU528
【目錄】：

• 摘要5-7
• Abstract7-13
• 第一章 緒論13-31
• 1.1 研究背景13-16
• 1.2 國內(nèi)外研究現(xiàn)狀16-29
• 1.2.1 氯離子導(dǎo)致鋼筋銹蝕的機(jī)理16-17
• 1.2.2 氯離子在混凝土中的傳輸機(jī)理17-19
• 1.2.3 基于氯離子擴(kuò)散作用的傳輸模型的研究19-21
• 1.2.4 擴(kuò)散系數(shù)的時間依賴性21-23
• 1.2.5 表面氯離子濃度的時變規(guī)律模型23-26
• 1.2.6 持續(xù)荷載同氯鹽耦合作用下混凝土的損傷劣化模型26-29
• 1.3 目前研究工作存在的問題29-30
• 1.4 本文的研究內(nèi)容30-31
• 第二章 海工混凝土的制備與試驗(yàn)方法31-41
• 2.1 試驗(yàn)原材料和配合比設(shè)計31-33
• 2.1.1 硅酸鹽水泥31-32
• 2.1.2 磨細(xì)礦渣32
• 2.1.3 粗細(xì)骨料32
• 2.1.4 外加劑和拌合用水32-33
• 2.2 試件尺寸、配合比設(shè)計及養(yǎng)護(hù)制度33-34
• 2.2.1 混凝土的配合比設(shè)計33-34
• 2.2.2 試件的成型與養(yǎng)護(hù)制度34
• 2.3 干濕循環(huán)-彎曲荷載耦合作用下混凝土中氯離子侵蝕試驗(yàn)方法34-40
• 2.3.1 加載裝置的設(shè)計34-38
• 2.3.2 荷載率的選取38-39
• 2.3.3 氯離子侵蝕試驗(yàn)方法39-40
• 2.3.4 氯離子濃度的測試方法40
• 2.4 本章小結(jié)40-41
• 第三章 浸泡及干濕循環(huán)條件下表觀擴(kuò)散系數(shù)的影響因素41-67
• 3.1 擴(kuò)散方程的理論基礎(chǔ)41-43
• 3.2 氯離子在混凝土中的擴(kuò)散規(guī)律及表觀擴(kuò)散系數(shù)的影響因素分析43-63
• 3.2.1 浸泡條件下氯離子在混凝土中的擴(kuò)散規(guī)律43-51
• 3.2.2 干濕循環(huán)條件下氯離子在混凝土中的擴(kuò)散規(guī)律51-59
• 3.2.3 浸泡及干濕循環(huán)條件下氯離子表觀擴(kuò)散系數(shù)的相互關(guān)系59-63
• 3.3 表觀擴(kuò)散系數(shù)的影響因素模型63-65
• 3.3.1 與混凝土材料相關(guān)的材料參數(shù)k_m及表觀擴(kuò)散系數(shù)參考值D_(ref)64-65
• 3.3.2 考慮混凝土暴露環(huán)境的環(huán)境劣化參數(shù)k_e65
• 3.4 本章小結(jié)65-67
• 第四章 表觀擴(kuò)散系數(shù)和表面氯離子濃度的時變規(guī)律67-93
• 4.1 氯離子表觀擴(kuò)散系數(shù)的時間依賴性67-86
• 4.1.1 氯離子表觀擴(kuò)散系數(shù)的時間依賴性問題的背景67-68
• 4.1.2 氯離子表觀擴(kuò)散系數(shù)的時間依賴性常數(shù)68-69
• 4.1.3 氯離子表觀擴(kuò)散系數(shù)的時間依賴性常數(shù)的影響因素分析69-79
• 4.1.4 氯離子表觀擴(kuò)散系數(shù)的時間依賴性模型79
• 4.1.5 考慮時間依賴性常數(shù)的氯離子傳輸模型79-84
• 4.1.6 時間依賴性模型的驗(yàn)證84-86
• 4.2 表面氯離子濃度的時變模型86-92
• 4.2.1 浸泡條件下表面氯離子濃度的時變規(guī)律87-90
• 4.2.2 干濕循環(huán)條件下表面氯離子濃度的時變規(guī)律90-92
• 4.3 本章小結(jié)92-93
• 第五章 持續(xù)荷載對氯離子在混凝土中傳輸?shù)挠绊?/span>93-123
• 5.1 持續(xù)荷載作用的試驗(yàn)結(jié)果與分析93-121
• 5.1.1 浸泡條件下,持續(xù)荷載對氯離子在混凝土中的擴(kuò)散的影響93-101
• 5.1.2 浸泡條件下,加載與未加載情況表觀擴(kuò)散系數(shù)對比101-106
• 5.1.3 干濕循環(huán)條件下,持續(xù)荷載對氯離子在混凝土中的擴(kuò)散的影響106-114
• 5.1.4 干濕循環(huán)條件下,加載與未加載情況混凝土的表觀擴(kuò)散系數(shù)對比114-121
• 5.2 本章小結(jié)121-123
• 第六章 考慮持續(xù)荷載及干濕循環(huán)作用的氯離子傳輸模型123-141
• 6.1 考慮持續(xù)荷載和干濕循環(huán)作用的氯離子傳輸模型的建立123-135
• 6.1.1 傳輸模型的基本形式124
• 6.1.2 表觀擴(kuò)散系數(shù)的影響因素124-127
• 6.1.3 表面氯離子濃度的影響因素127-129
• 6.1.4 考慮荷載和干濕循環(huán)作用傳輸模型的建立129-130
• 6.1.5 模型參數(shù)的取值依據(jù)130-135
• 6.2 考慮持續(xù)荷載和干濕循環(huán)作用的氯離子傳輸模型的影響因素分析135-139
• 6.2.1 水膠比對氯離子在混凝土中傳輸?shù)挠绊?/span>135-136
• 6.2.2 養(yǎng)護(hù)齡期對氯離子在混凝土中傳輸?shù)挠绊?/span>136-137
• 6.2.3 持續(xù)荷載對氯離子在混凝土中傳輸?shù)挠绊?/span>137-138
• 6.2.4 干濕循環(huán)作用對氯離子雜混凝土中傳輸?shù)挠绊?/span>138-139
• 6.3 考慮持續(xù)荷載和干濕循環(huán)耦合作用的氯離子傳輸模型的驗(yàn)證139-140
• 6.4 本章小結(jié)140-141
• 第七章 總結(jié)與展望141-147
• 7.1 全文總結(jié)141-144
• 7.1.1 持續(xù)荷載加載方法的選擇及持續(xù)荷載與干濕循環(huán)耦合作用試驗(yàn)測試方法的建立141
• 7.1.2 浸泡及干濕循環(huán)條件下氯離子在混凝土中的傳輸規(guī)律研究141-142
• 7.1.3 表觀擴(kuò)散系數(shù)和表面氯離子濃度的時變規(guī)律模型142-143
• 7.1.4 浸泡及干濕循環(huán)條件下,持續(xù)荷載對氯離子在混凝土中傳輸?shù)挠绊?/span>143-144
• 7.1.5 考慮持續(xù)荷載及干濕循環(huán)作用的氯離子傳輸模型144
• 7.2 創(chuàng)新點(diǎn)144
• 7.3 研究展望144-147
• 參考文獻(xiàn)147-155
• 作者簡介155-157
• 致謝157

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中國重要會議論文全文數(shù)據(jù)庫 前6條

1 衛(wèi)軍;余t，

本文編號：402060