文档介绍：混凝土氯离子扩散系数和表面开裂时间预测摘要开裂。通过在三相复合圆模型中引入界面裂缝,研究界面裂缝对混凝确定混凝土氯离子扩散系数和表面开裂时间对海洋和除冰盐环境中钢筋混凝土结构耐久性设计和评估非常关键。前者在很大程度上决定混凝土中钢筋锈蚀起始时间,后者是钢筋混凝土结构使用寿命的一种测度。本文主要预测混凝土氯离子扩散系数和表面开裂时间。基于三相复合圆模型,提出了混凝土氯离子扩散系数预测的二维有限元方法,通过与实验结果的比较,证实了本文方法的有效性。根据数值结果,定量评价了最大集料直径、界面氯离子扩散系数、界面厚度和集料级配对混凝土氯离子扩散系数的影响。由于界面是混凝土中最薄弱的环节,泛浆、收缩、热梯度、冻融、碱集料反应和外荷载均会引起界面土氯离子扩散系数的影响,并定量评价了界面裂缝张开角和混凝土细观结构参数对混凝土氯离子扩散系数的影响。考虑混凝土的软化特性并引入弥散裂缝的概念,提出了混凝土保护层开裂分析的有限元法,获得了初裂时间、完全开裂时间和每一时刻的锈胀力。通过与实验结果比较,证实了本文方法的有效性,并讨论了弹性模量、抗拉强度和保护层厚度等因素对最大锈胀力和完全开裂时间的影响。关键词:混凝土,氯离子扩散系数,表面开裂时问,有限元法浙江工业大学硕士学位论文
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⒈C芸冢凇!D杲饷芎笫视帽臼谌ㄊ椤学位论文原创性声明学位论文版权使用授权书浙江工业大学究工作所取得的研究成果。除文中已经加以标注引用的内容外,本论文不包学或其它教育机构的学位证书而使用过的材料。对本文的研究作出重要贡献阅和借阅。本人授权浙江工业大学可以将本学位论文的全部或部分内容编入有关数据库进行检索,可以采用影印、缩印或扫描等复制手段保存和汇编本本人郑重声明:所提交的学位论文是本人在导师的指导下,独立进行研含其他个人或集体已经发表或撰写过的研究成果,也不含为获得浙江工业大的个人和集体,均已在文中以明确方式标明。本人承担本声明的法律责任。作者签名:日期:年月本学位论文作者完全了解学校有关保留、使用学位论文的规定,同意学校保留并向国家有关部门或机构送交论文的复印件和电子版,允许论文被查学位论文。本学位论文属于⒉槐C芸凇朐谝陨舷嘤Ψ娇蚰诖颉”导师签名:日浙江工业丈学硕士学位论文
第一章绪论混凝土中的氯离子传输等。目前的研究成果以实验居多,理论分析还有待于进一步完掣沿海或使用除冰盐地区的钢筋混凝土结构处于氯离子含量较高的环境中,氯离子通过扩散进入到混凝土内部,破坏钢筋表面的钝化膜,引发钢筋生锈和膨胀,进一步导致表面混凝土开裂和剥落、结构使用功能和力学性能的劣化瞝。钢筋混凝土结构使用功能和力学性能的劣化通常分为氯离于扩散、钢筋锈蚀ザ刍、锈蚀产物膨胀至保护层初裂和裂缝的不断延伸直至保护层完全开裂和部分剥落四个阶段;炷帘;げ憧A鸦嵫现赜跋旄纸罨炷两峁沟氖褂霉δ埽虼耍匦采取一定的措施对结构进行维修和加固。结构维修和加固费用通常很高,例如美国仅在桥梁维修方面所花的费用达诿涝#渲校是由于钢筋锈蚀造成的NA巳范ㄗ罴训奈薏呗浴⒃げ饨ɡ吹奈扌枰2⒀≡褡钣行У拇胧┭踊焊筋锈蚀,各国学者在混凝土氯离于扩散、钢筋锈蚀与膨胀、混凝土性能劣化;层开裂甚至剥落确矫婢隽舜罅康氖笛楹屠砺垩芯浚〉昧艘幌盗谐晒目前国内外学者对混凝土中的氯离子传输研究主要包括传输机理、氯离子扩散系数的确定及其影响因素分析,包括混凝土组分、环境温度、,包括扩散作用、毛细管作用、渗透作用以及电化学迁移等方式。大量的实验研究表明【~,扩散是传输氯离子的主要途径。对于未开裂且水灰比不太低的混凝土,流体或离子在混凝土中的传输可看成是一个扩散过程,其浓度随时问的变化规律符合第二定律紫扔年基于第二定律,提出混凝土氯离子扩散方程㈣,随后第二定律被广泛浙江工业大学硕宦畚
应用于混凝土氯离子扩散的研究中,并得到在一定初始条件和边界条件下的数学解。但是,该数学解有严格的限制条件㈣混凝土材料均质、可渗透;氯离子不与混凝土发生化学反应或物理粘结;炷谅壤胱永┥⑾凳凰媸奔和温度变化。而实际的混凝土是非均质的,它含有各种孔隙、微裂缝和集料;其次,氯离子能与水化产物反应生成费氏盐,而且也能与水化产物产生物理吸附,形成结合氯离子;第三,氯离子扩散特性与时间有关,而且也是氯离子浓度的函数。第四,在恶劣环境下表面混凝土剥落不仅减小混凝土结构的保护层厚度,而且所形成的结构损伤加速氯离子扩散。尽管第二定律假设与实际混凝土有一近年来,国内外学者所提出各种的氯离子扩散模型主要推广和修正第二定律的。莸鼻盎炷林械穆壤胱优ǘ龋τ貌罘址ㄔげ饴壤胱优ǘ确布【薄热嘶诎胛尴藿橹剩壤胱优ǘ缺硎境葿淞恐甘ゼ鹾提出了确定氯离子浓度分布