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温湿度耦合作用下混凝土氯离子浓度场研究

薛焕  
【摘要】:氯离子渗透到混凝土内部导致钢筋锈蚀是海洋及西部盐湖/盐渍土环境下混凝土结构破坏的主要因素。氯离子在混凝土中的渗透过程不仅受到材料自身性能的影响,也受到外部环境的影响,尤其是外部温湿度环境作用。为了揭示混凝土在环境作用下的温湿度场响应,及其对氯离子传输的影响,本文通过在不同温湿度环境下进行升温、降温、毛细吸盐试验和导热系数测定试验等进行综合分析,研究表明:(1)随着混凝土内部相对湿度(Iternal Relative Humidity:IRH)的增加,热量传递速度逐渐加快。距离热源越近的位置,混凝土的热响应速度越快,升温、降温过程中所需的时间越少。(2)距离底面越近的位置,湿度的增长速度越快,稳定状态的湿度值也较大。随着内部相对湿度的增大,混凝土达到环境温度所需时间越短。(3)随着外部环境温度的升高,混凝土的单位面积毛细吸水量和吸收系数逐渐增大,且毛细吸收系数与温度的变化关系符合阿累尼乌斯公式。内部相对湿度增加,吸水量和吸收系数都逐步减小,且混凝土毛细吸收系数随着湿度的增大具有线性减小的趋势。(4)混凝土的湿度扩散系数随着温度的升高而增大,导热系数随着内部相对湿度和龄期的增加而增大,且在28d内增加较为迅速,之后较为缓慢。(5)随着混凝土内部湿度的增加,氯离子的传输系数呈线性减小趋势。随着外部温度的升高,氯离子传输系数逐渐增大,且扩散系数与温度的演变关系符合阿累尼乌斯方程。(6)粉煤灰掺量增加,混凝土的单位面积吸水量和毛细吸收系数整体都呈现减小趋势。矿粉掺量增加,吸水量逐渐减小,而当掺量达到50%时,吸水量又出现随掺量增大而略微增加的趋势。(7)复掺矿粉和粉煤灰的LF50混凝土,导热系数、热响应速度、湿度的增长速度、湿度扩散系数和氯离子传输系数都小于L50纯水泥混凝土,所以LF50混凝土氯离子的渗透速度较慢。


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