混凝土中氯离子扩散模型及细观模拟分析

《混凝土中氯离子扩散模型及细观模拟分析》由会员上传分享，免费在线阅读，更多相关内容在学术论文-天天文库。

1、堂棱化号１０５３６学号１２１０２０２０２４４分类号Ｕ４４８密级公开鐵＾义味誇乂净硕±学位论文混凝±中氯离子扩散模型及细观模拟分析学位巧请人姓名蔡明文所．在学院上木与建筑学院指导教师彭建新副教授学科专业主木工程研究方向桥梁结构评定与加固论文提交日期２０１５年４月学校代号：10536学号：12102020244密级：公开长沙理工大学硕士学位论文混凝土中氯离子扩散模型及细观模拟分析学位申请人姓名蔡明文指导教师彭建新副教授所在学院土木与建筑学院专

2、业名称土木工程论文提交日期2015年4月论文答辩日期2015年5月答辩委员会主席何贤锋教授级高工ChloridediffusionmodelandMicro-simulationanalysisofconcreteByCaiMingWenB.E.(UniversityofSouthChina)2012AthesissubmittedinpartialsatisfactionoftheRequirementsforthedegreeofMasterofEngineeringinCivilEngineeringinChangsh

3、aUniversityofScience&TechnologySupervisorAssociateProfessorPengJianXinMay，2015长沙理工大学学位论文原创性声明本人郑重声明：所呈交的论文是本人＆导师的指导下独立进行研究所取得的研究成果。除了文中特别加ＬＪ标注引用的内容外，本论文不包含任何其他个人或集体己经发表或撰写的成果作品。对本文的研究做出重要贡献的个人和集体，巧胃已在文中弓。ｔＵ明确方式标明。本人完全意识到的法律后果由本人承担：作者签名：《碱Ｖ曰期＞奸石月方曰学位论

4、文版权使用授权书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留并向国家有关部口或机构送交论文的复印件和电子版，允许论文被查阅和借阅。＾本人授权长沙理工大学可［＾１将本学位论文的全部或部分内容编入有关鼓据库进、。行检索，可采用影印缩印或扫描等复制手段保存和汇编本学位论文本学位论文属于１、保密□，在年解密后适用本授权书＝２、不保密囚。＂－（请在封上相应方框内巧Ｖ）作者签名：袭哨每曰期：户年＾７月ｋ日＾３导师签名日期年（＞月日摘要钢筋混凝土材料具有受力性能强、原

5、料丰富廉价等特点。目前，全球基础建设中，大量使用钢筋混凝土材料。但由于早期对其耐久性问题没有足够的重视，致使钢筋混凝土结构功能过早丧失，大大的缩短了结构的使用寿命，这必然造成巨大的经济损失。目前对暴露于氯盐环境下的混凝土结构的扩散问题，进行分阶段讨论分析文章较少。因此，本文对复杂环境下的混凝土材料根据其适应条件分阶段进行氯离子扩散系数展开研究，通过建立数学模型得到解析解；从细观角度考虑骨料对扩散系数的影响，对混凝土中骨料的填充率以及骨料级配分别进行分析，具体研究内容如下：（1）通过对氯离子在混凝土孔隙结构中的输运传质过程进行

6、分析，发现这实质上是带电的氯离子在混凝土孔隙溶液中的一个扩散过程，是各种物理和化学的耦合作用，它包括扩散作用、对流作用、毛细作用以及电场压力作用等。（2）借助于Fick第二定律，综合初始表面氯离子以线性方式增加、扩散系数随时间不断减小、温湿度等对扩散过程的影响，根据各阶段的适用条件把氯离子扩散过程分两个阶来讨论分析。同时扩展一个模型并得到其数学解。结合现有试验结果，对理论数学解做一定的分析对比。结果表明：新氯离子扩散方程，阶段一所需完成时间的增加会导致分布曲线下降，随着暴露时间的增加，新方程与Fick定律的扩散方程的变化趋势

7、完全一致；当混凝土内部某处的氯离子浓度到达临界值时的扩散深度，它比用Fick第二定律基准方程得到的到达临界氯离子含量时的扩散深度要提前约3%～14%，但随暴露时间的推移，二者之间的差异不再明显。（3）从细观角度去分析混凝土结构的耐久性问题时，其中骨料与砂浆之间的界面层是整个混凝土中最薄弱的环节。对圆形骨料模型分析发现：当骨料的填充率确定时，骨料的随机分布对结构的整体强度不会产生很大的影响；在确定的混凝土截面范围内，骨料的填充率越高，那么骨料与砂浆的界面单元会增加，此时混凝土的强度会降低，抵抗氯离子侵入能力越差。骨料级配会对直

8、接影响混凝土孔隙的致密程度，而致密程度又会对结构强度和抵抗氯离子侵蚀性能产生影响。关键词：混凝土；扩散系数；随机模型；细观模拟IABSTRACTReinforcedconcretematerialwithstrongmechanicalperformance.Theprojecthasdi