文档介绍：广西大学
硕士学位论文
混凝土结构的氯离子时变扩散分析及耐久性研究
姓名:刘鸿亮
申请学位级别:硕士
专业:结构工程
指导教师:杨绿峰
20090626
1
2
混凝土结构的氯离子时变扩散分析及耐久性研究摘要本文结合边界元法和室内试验,研究了氯离子在混凝土结构中的扩散规律,进而@┥⑾凳炷林新壤胱永┥⒐媛傻谋呓缭7治觥M频剂吮呓缭<扑愀袷剑提出了氯离子扩散场计算长度理论,建立了计算长度表达式,并确定了计算长度系数;建立了混凝土结构中氯离子一维、二维扩散分析的边界元数值计算模型。算例结果分析炷恋穆壤胱永┥⑹夷谑匝檠芯俊V票噶瞬舴勖夯摇⒖笤⒐杌业然旌喜牡析表明了高性能混凝土的耐久性要优于普通混凝土;建立了一维常扩散系数氯离子扩散北淅┥⑾凳炷林新壤胱永┥⒐媛傻谋呓缭Q芯俊=⒘吮呓缭<扑愀袷剑长度系数;建立了混凝土结构中氯离子一维、二维扩散分析的边界元数值计算模型。算例分析验证了扩散场计算长度理论对于氯离子扩散问题的必要性,同时也验证了边界元具有较高的计算精度。另外,分析结果表明了无论一维扩散还是二维扩散若按常扩散系数考虑则都高估了氯离子在混凝土中的扩散作用;而一维扩散由于无法考虑结构角点处无论高估还是低估氯离子在混凝土中的扩散,都会对混凝土结构的设计、后期维护及造价造成不利影响。故对于氯离子一维扩散和二维扩散的混凝土结构,应分别按照本文提出的一维时变扩散系数边界元数值模型和二维时变扩散系数边界元数值模型模拟实际研究了混凝土结构在氯离子环境下的耐久性。主要做了以下四方面的研究工作:验证了扩散场计算长度理论对于氯离子扩散问题的必要性,同时也验证了边界元具有较高的计算精度。高性能混凝土和普通混凝土,通过快速氯离子扩散实验玫狡涞缤浚数值计算模型模拟实验值,验证了该数值模型的正确性。提出了混凝土中氯离子扩散场的计算长度理论,建立了计算长度表达式,并确立了计算的几何特性,导致低估氯离子在这些几何形状较为复杂之处的氯离子积聚速度和浓度。工程。
3
关键词:混凝土边界元氯离子常扩散系数时变扩散系数耐久性服役寿命北淅┥⑾凳炷两峁狗凼倜谋呓缭Tげ饽P脱芯俊L致哿四P椭屑父重要参数的取值。算例分析表明了本文方法能够准确预测和评估氯盐环境下混凝土的服役寿命。同时本文提出的二维时变扩散边界元数值模型比现在许多在一维扩散的基础上修正的模型更有应用价值和实际意义,而且边界元法在计算效率和时间上大大优于有限元法。
4
...,.琲琣..
5
築;瑀畐瓵籘猟籇籗,.,—譏】、以瓵,.,,.甤,瓼甌籆’
6
孜5际η┟何鹌缓自卵枞卅年易月椭论文作者签名:主做作者签名:参易阮广西大学学位论文原创性声明和使用授权说明原创性声明学位论文使用授权说明函即时发布本人声明:所呈交的学位论文是在导师杨绿峰教授的指导下完成的,研究工作所取得的成果和相关知识产权属广西大学所有,本人保证不以其它单位为第一署名单位发表或使用本论文的研究内容。除已注明部分外,论文中不包含其他人已经发表过的研究成果,也不包含本人为获得其它学位而使用过的内容。对本文的研究工作提供过重要帮助的个人和集体,均已在论文中明确说明并致谢。本人完全了解广西大学关于收集、保存、使用学位论文的规定,即:按照学校要求提交学位论文的印刷本和电子版本:学校有权保存学位论文的印刷本和电子版,并提供目录检索与阅览服务;学校可以采用影印、缩印、数字化或其它复制手段保存论文;在不以赢利为目的的前提下,学校可以公布论文的部分或全部内容。C苈畚男枳⒚鳎⒃诮饷芎笞袷卮斯娑请选择发布时间:口解密后发布
7
第一章绪论论文研究背景议上,淌谠凇痘炷聊途眯浴!N迨杲埂分髦急ǜ嬷兄赋觯当前,混凝土以其在性能、施工、经济等方面的显著优点成为土木工程中最广泛应用的人工材料之一,其结构也因此成为重要的建筑结构形式。但是由于混凝土结构在外部因素及其自身内在因素作用下,导致钢筋腐蚀而引起钢筋混凝土结构的过早破坏,已成为世界各国普遍关注的一大灾害,许多结构由于腐蚀破坏不得不停止使用,或进行大修,或拆除重建,造成巨大的经济损失。在年召开的第二届国际混凝土耐久性会“当今世界混凝土破坏原因,按重要性递减顺序排列是:钢筋锈蚀、冻害、物理化学作用緇】。而来自海洋环境和除冰盐中的氯离子,又是造成钢筋锈蚀的主要原因之一【%~ィ黄渲杏敫纸罡有关者可占%。美国标准局甑牡鞑楸砻鳎拦暌蚋髦指丛斐傻损失高达嘁诿涝#渲谢炷林懈纸钚馐丛斐傻乃鹗Т锏多亿。世纪年代建造的美国俄勒冈州舢M迳系亩喙按笄牛┕ぶ柿亢芎茫因混凝土的水灰比太大,大量氯离子在较短时间内侵入混凝土,导致钢筋严重锈蚀,引起结构破坏。用传统的方法局部修补破坏处,不久就发现修补处的附近钢筋又加