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《湖南科技大学》 2016年
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非饱和混凝土中氯离子传输规律研究

袁利强  
【摘要】:非饱和氯盐侵蚀环境中,氯离子侵蚀引起钢筋锈蚀、保护层脱落等混凝土结构耐久性问题,是当今领域内学者所普遍关注的问题。研究分析非饱和状态下水分和氯离子在混凝土内的传输过程、传输机理,建立相应环境下水分和氯离子传输规律模型对钢筋混凝土耐久性极其重要。首先,本文对干湿交替作用下混凝土内水分传输机理进行了深入探讨,构建了干湿交替作用下水分传输模型,并通过相应实验进行了验证。然后,系统的分析了非饱和混凝土内氯离子传输机理,构建了非饱和状态下混凝土中氯离子扩散-对流传输模型,并通过干湿循环实验和浪溅区模拟实验进行了验证。本文的主要研究内容及相关结论如下:(1)探讨了混凝土中水分传输是水蒸汽的扩散和液态水的渗流共同作用,并指出水分在干燥、湿润过程中,其传输速率存在差异和等效水分扩散系数存在滞后性等特点,提出干燥和湿润过程应采用不同的扩散系数描述干湿交替作用下的水分传输。(2)通过干湿交替下水分传输实验,对毛细吸水系数、混凝土内部相对湿度和水分传输速率进行了研究,并通过数值模拟对不同等效扩散系数进行了试算,计算结果表明,传输模型选取合适的扩散系数能够用于模拟干湿交替作用下水分传输,水分传输中传输速率和影响深度主要由初始条件、扩散系数、干燥和湿润时间决定。(3)从非饱和混凝土中氯离子的传输机理出发,介绍了扩散和对流的基本理论,将水分传输的效果并入到氯离子对流作用中,建立了非饱和状态下氯离子扩散-对流传输模型。(4)干湿交替下氯离子侵蚀实验表明,干湿循环条件下较全浸泡更能加速氯离子传输,表层氯离子对流峰值和氯离子含量和干湿比并不存在单调关系,而是由干燥和湿润过程共同决定;浪溅区模拟试验表明:干湿交替区域表层氯离子含量随高程的增加先增大后减小,在浪溅区和潮差区交界处氯离子侵蚀较为严重,可作为耐久性设计的关键部位。
【学位授予单位】:湖南科技大学
【学位级别】:硕士
【学位授予年份】:2016
【分类号】:TU528

【参考文献】
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