收藏本站
《河北工业大学》 2016年
收藏 | 手机打开
二维码
手机客户端打开本文

裂缝对混凝土氯离子扩散及碳化特性影响机理研究

王浩宇  
【摘要】:混凝土结构在建设和服役期间不可避免地会出现裂缝,裂缝的存在加快了混凝土中氯离子的扩散及混凝土的碳化程度,增加了钢筋的锈蚀速率,降低了混凝土结构的耐久性。本文主要围绕带裂缝混凝土中氯离子扩散及混凝土碳化特性展开系统的试验研究及理论分析,旨在深入探讨其机理,并建立带裂缝混凝土氯离子扩散模型及碳化作用模型,为混凝土结构的寿命预测提供试验及理论依据。本文采用理论分析、试验研究及数值模拟相结合的方法,完成了以下研究内容:1、裂缝制备方法研究提出了一种无损制备裂缝的新方法,并设计了一种裂缝宽度及深度可控的高精度无损制备裂缝装置。可通过改变试模的尺寸、形状及钢片的宽度、厚度,实现不同试验研究中任意宽度及深度的裂缝制备。2、试验研究(1)氯离子扩散试验研究:采用无损法及弯曲加载法制备了带裂缝砂浆及带裂缝混凝土试件,以裂缝宽度、裂缝深度及裂缝间距为参数,共制备了36组试件;以水灰比及时间为参数,共18组试件。通过氯盐溶液浸泡、RCM及电通量三种试验方法对氯离子扩散进行了对比研究,试验结果表明,三种试验方法所得结果具有良好的一致性,在氯离子扩散过程中裂缝深度大于裂缝宽度的影响。相对于饱和状态,非饱和状态下的氯离子扩散深度值明显较大。(2)碳化试验研究:以裂缝宽度、裂缝深度及裂缝间距为参数,共制备了带裂缝砂浆及带裂缝混凝土试件24组;以水灰比及时间为参数,共制备了12组。混凝土表面与裂缝处形成的双向碳化作用加大了裂缝周围的碳化影响区域,使碳化区域近似呈现倒“V”形,在二氧化碳扩散过程中裂缝宽度大于裂缝深度的影响。3、理论研究(1)氯离子扩散理论研究:基于氯离子扩散试验结果,从细观层面角度建立了带裂缝混凝土的结构模型,计算得到了氯离子在带裂缝混凝土中的扩散系数,并对非饱和状态下带裂缝混凝土中的氯离子扩散情况进行了分析,应用有限元分析软件ANSYS对氯离子扩散过程进行了模拟,试验结果与数值模拟结果具有良好的一致性。(2)碳化特性理论研究:基于混凝土碳化试验结果,建立了带裂缝混凝土中二氧化碳的等效扩散模型,并根据二氧化碳在混凝土及裂缝中扩散系数的不同,分别建立了二氧化碳在混凝土及裂缝中的二维扩散控制方程,应用ANSYS软件对带裂缝混凝土中的二氧化碳扩散过程进行了模拟,试验结果与数值模拟结果吻合良好。4、耦合作用研究为了更加真实的模拟混凝土结构所处的复杂环境状况,进行了带裂缝混凝土氯离子扩散、碳化作用及冻融循环三者间的耦合作用研究。随着碳化时间的增加,带裂缝混凝土试件的氯离子扩散深度减小,氯离子扩散对混凝土的抗碳化性起到了一定的提高作用,冻融循环作用则加速了混凝土的碳化程度。本文通过研究裂缝对于混凝土结构耐久性方面的影响,为准确预测混凝土结构的服役寿命提供了相应的依据,同时可以为工程实践提供借鉴及指导意义。
【学位授予单位】:河北工业大学
【学位级别】:博士
【学位授予年份】:2016
【分类号】:TU528

知网文化
【相似文献】
中国期刊全文数据库 前10条
1 彭建新;夏伟;张建仁;胡守旺;;预应力混凝土中氯离子扩散模型分析[J];交通科学与工程;2015年03期
2 周剑;计国贤;;粉煤灰对混凝土氯离子扩散性能影响的试验研究[J];陕西建筑;2014年12期
3 郝风田;路影;;海工环境混凝土中氯离子扩散敏感性分析[J];水利与建筑工程学报;2013年06期
4 郭冬梅;项贻强;程坤;林士旭;李威;;沿海混凝土桥氯离子扩散修正模型及其应用[J];中国公路学报;2012年05期
5 王元战;田双珠;王军;那达慕;;不同环境条件下考虑荷载影响的氯离子扩散模型[J];水道港口;2010年02期
6 延永东;刘荣桂;陆春华;陈妤;;沿海服役混凝土结构氯离子质量分数检测和分析[J];水利水运工程学报;2018年04期
7 薛琦;曹鹏飞;朱炯;刘鹏;;海工预应力混凝土氯离子扩散模型的研究[J];江西建材;2017年01期
8 杨绿峰;洪斌;高钦;曾建聪;;混凝土结构中氯离子扩散分析的精细积分法[J];水利水电科技进展;2012年02期
9 张希瑾;田稳苓;王浩宇;卿龙邦;;带裂缝混凝土氯离子扩散作用试验研究及数值模拟[J];土木建筑与环境工程;2017年02期
10 胡绍振;张连英;李兵;毛鼎鼎;姜亦恒;侯绍雯;;考虑时间和结合效应的混凝土氯离子扩散模型[J];菏泽学院学报;2016年02期
中国重要会议论文全文数据库 前10条
1 朱鹏;屈文俊;;混凝土中氯离子扩散理论研究的探讨[A];全国高强与高性能混凝土及其应用专题研讨会论文集[C];2005年
2 麻福斌;李伟华;;海洋环境混凝土中氯离子扩散模型[A];第八届全国混凝土耐久性学术交流会论文集[C];2012年
3 朱鹏;屈文俊;;混凝土中氯离子扩散理论研究的探讨[A];结构混凝土创新与可持续发展——第十三届全国混凝土及预应力混凝土学术交流会论文集[C];2005年
4 沈栋;黄长虹;;修正的氯离子扩散模型在舟山某码头中的应用[A];第十六届全国现代结构工程学术研讨会论文集[C];2016年
5 冯庆革;陈正;杨绿峰;潘亚波;常海燕;;大掺量粉煤灰高性能混凝土中氯离子扩散研究[A];中国硅酸盐学会水泥分会首届学术年会论文集[C];2009年
6 孙丛涛;侯保荣;;冻融损伤对混凝土氯离子扩散性能的影响[A];中国海洋湖沼学会第十次会员代表大会2012海洋腐蚀与生物污损学术研讨会摘要集[C];2012年
7 王元战;吴林键;刘晨曦;李青美;;骨料对混凝土中氯离子扩散特性的影响[A];第十八届中国海洋(岸)工程学术讨论会论文集(下)[C];2017年
8 王冬梅;林旭健;季韬;许奎山;张熠;;聚丙烯纤维粉煤灰混凝土氯离子扩散试验[A];第14届全国结构工程学术会议论文集(第二册)[C];2005年
9 鲁列;周建民;王建东;张俊芝;;荷载作用下钢筋混凝土梁中氯离子扩散的试验研究[A];第18届全国结构工程学术会议论文集第Ⅱ册[C];2009年
10 李攀;谷音;Giuseppe Carlo Marano;;钢筋混凝土圆柱形状对氯离子扩散及耐久性设计影响研究[A];第28届全国结构工程学术会议论文集(第Ⅲ册)[C];2019年
中国博士学位论文全文数据库 前3条
1 王浩宇;裂缝对混凝土氯离子扩散及碳化特性影响机理研究[D];河北工业大学;2016年
2 孙丛涛;基于氯离子侵蚀的混凝土耐久性与寿命预测研究[D];西安建筑科技大学;2011年
3 金浏;细观混凝土分析模型与方法研究[D];北京工业大学;2014年
中国硕士学位论文全文数据库 前10条
1 郭杰;混凝土微观结构演变与氯离子扩散性能的时变性[D];浙江工业大学;2018年
2 杨德锋;混凝土氯离子扩散作用试验研究及数值模拟[D];河北工程大学;2019年
3 梁金科;玄武岩石粉对机制砂混凝土基本性能与氯离子扩散性能影响研究[D];兰州理工大学;2019年
4 吕彦伟;考虑粗骨料和钢筋共同作用的混凝土构件氯离子扩散试验研究[D];天津大学;2018年
5 周宇;海洋环境喷射混凝土中氯离子扩散性能研究[D];西安建筑科技大学;2014年
6 元野;混凝土结构中氯离子扩散规律的解析研究[D];广西大学;2015年
7 夏伟;预应力混凝土中氯离子扩散试验研究及概率分析[D];长沙理工大学;2015年
8 刘恒;粗骨料对混凝土中氯离子扩散影响试验研究[D];天津大学;2016年
9 王霆;海洋环境下混凝土中氯离子扩散的数值模拟与分析[D];江西理工大学;2016年
10 王静;聚丙烯纤维混凝土高温性能与高温后氯离子扩散性能试验研究[D];郑州大学;2014年
中国知网广告投放
 快捷付款方式  订购知网充值卡  订购热线  帮助中心
  • 400-819-9993
  • 010-62791813
  • 010-62985026